中国材料拿出“隐形”武器 隐形涂层不再娇弱

 

之前在“九三阅兵式”上因特殊涂层涂装吸引了涂料行业眼球的歼-20战斗机又一次因为涂层上了新闻。

在刚结束的长春航展上，结束飞行表演的歼-20隐形战斗机刚落地，地面维护人员就拿着“纸巾”上前维护。面对观众质疑，央视还专门解释说，战士们拿的不是纸巾，是无尘布。

 

 

就算是战士们拿的是无尘布，就这么直接擦隐形战斗机真的没有问题？不怕表面隐形涂层脱落吗？

 

要在过去，这种做法显然是有问题的——隐形战斗机的涂层是相当娇贵的，特别是战斗机刚结束飞行时，与空气高速摩擦导致机身升高的温度还没有降下来，此时的涂层非常脆弱；而且机身还会附着很多空气中的灰尘，看似普通的正常擦拭就像砂纸一样，很容易在隐形涂层表面造成划痕甚至导致脱落，从而破坏隐形战斗机的隐身效果。

 

传统的做法应该是，先准备好专用的洗涤剂和清洗工具，洗涤剂具备较强的去污能力同时又不能损伤涂层，清洗工具则选择防静电软布、软刷等，避免在清洗过程中对战机造成划痕或损伤。在清洗完机身之后，还得对隐形战斗机战机“皮肤”进行“美容”。对于一些破损部分，要重新喷涂隐形涂层，保证战机隐身性能良好。

 

而歼-20的“纸巾擦拭”画面，颠覆了这一刻板印象。这看似随意的动作，传递出一个明确信号：中国的隐形涂层已经突破了“易损”的瓶颈，实现了在复杂环境下的高耐久性与稳定性。它不再需要像保护艺术品那样被供奉在恒温恒湿的机库中，而是能够承受起降冲击、气流摩擦、温差变化，甚至日常接触的“皮实”装备。

 

隐形涂层的保养难题

隐形涂层的保养问题始终面临技术困难和资金难题。

 

技术上，隐形涂层在雨洗、沙尘、紫外、盐雾、机械擦伤、高温等环境下会退化，出现开裂或脱落等问题，长期服役需频繁修补，维护工时和费用高。还有紫外线、甚至鸟粪、雨水、虫击等都会使其性能退化，稳定性较差。

 

B2平均每飞行1小时，就需要约119小时的地面维护

 

经费上，可以参考美军的报告：B2平均每飞行1小时，就需要约119小时的地面维护，其中隐性涂层维护占比高达三分之一以上。换算下来，每飞行一小时的维护成本高达130000美元。如果拿今年6月美国7架B2“幽灵”从美国本土出发突袭伊朗核设施近40小时的飞行时长来计算，这趟飞行仅维护成本就达到了3640万美元，飞行成本是极其高昂的。

 

后来的F22“猛禽”隐身战机也出现类似的问题，F22采用的是一种含铁氧体、导电聚合物和碳基材料的多层复合吸波材料，厚度仅几毫米。早期F-22服役后，美空军发现它的隐身外皮和B2一样极其“娇贵”。

 

根据公开的数据显示，F22每飞行1小时，就需要约30小时维护，其中隐形相关维护占一半以上时间， 平均每飞行10~15小时就需一次隐形表面检测与局部修补。特别是在高速飞行时，机体表面温度一旦超过150℃，隐形涂层容易龟裂或起泡，尤其是机翼前缘、进气口等部位最容易受损。另外，F22同样需要恒温机库进行停放。尽管2010年以后，洛克希德马丁公司为F22引入一种新型“喷涂式隐形涂层”，成本有效降低，但依旧无法解决无法耐高温，耐腐蚀等问题。

 

就算是最新的F35“闪电”隐身战机，也没能摆脱这一难题，今年7月卡尔文森号航母上一架锈迹斑斑的F-35C战机就在互联网上引起了热议。导致出现生锈的一大问题，主要是因为F-35战机隐形涂层中含有铁元素，使得在航母这种高盐度、高湿度的环境中容易氧化，从而引发了生锈问题。这也就说明，美国依旧没有解决隐形涂层无法耐受高温和高腐蚀环境等问题。从一定程度上影响了出动效率，以及维护成本。

 

F35机身气泡，开裂

 

中国团队研发材料或助力隐形涂层可直接擦拭

涂层如此较弱，为什么中国歼-20隐形战斗机可以在落地后直接擦拭呢？答案在于——中国隐形战斗机的涂层有了重大进步。

 

香港《南华早报》24日称，中国研究团队开发出一种可供隐形战机使用的超耐用智能涂层，它能承受高达1000℃的高温，可望彻底改变隐形战斗机的涂层技术。相关论文显示，这项突破性涂层只有0.1毫米厚，但它具备可调阻抗特性，适用于航空航天领域的电磁波吸收应用。这种材料在性能、耐用性和可制造性之间获得了平衡。作为飞机涂层，可以吸收雷达波，并重新定义空中隐身战机的未来。这一关键材料的论文于近期发表在《先进材料》国际学术期刊上。

 

 

研究由北京大学的崔铿和刘忠范牵头，与北京工业大学的王辉辉及哈尔滨工程大学的李茂源合作完成。刘忠范团队此前发现化学气相沉积法可用于大规模石墨烯生产。在此基础上，团队将石墨烯直接沉积于二氧化硅织物基底，形成石墨烯@二氧化硅纤维膜。最终材料形似软布，兼具轻质、柔韧和耐极端高温特性，还有很强的雷达波吸收能力。其次，这种材料非常稳定，暴露于600℃高温的空气中五分钟，以及在真空中长期加热至1000℃后，仍能保持一致的吸波性能。在每秒200 米的高速气流下，损耗不到1%，超表面图案和薄层电阻保持完好。

 

研究人员表示："将超表面直接集成至飞机隔热层，可在不显著增重或改变结构的前提下，将雷达反射降至-42分贝。"该材料"不仅为航空航天应用提供结构与热稳定性，更在卫星载荷防护、防御平台隐形表面、极端工业/太空环境下的高温电子设备电磁屏蔽等领域具有广泛应用潜力"。激光图案化策略还可扩展至毫米波与太赫兹频段，支撑下一代无线通信、天基传感及自适应隐身系统。

 

中国在新一代隐性材料领域的研发正多线推进。今年6月，中山大学桂许春团队研制出仅2.25微米厚的MXene薄膜，在千兆赫兹频段实现45分贝电磁屏蔽效能，太赫兹频段达59分贝，同时具备0.1的极低红外发射率（与铝相当），展现出卓越红外隐身能力。

 

尽管论文并没有直接指出上述新型涂层应用于歼-20隐形战斗机之上，但直接可擦拭的特性从另一个方面证明，中国在战机隐形涂层领域已经国际领先。很可能已经有类似性能的先进隐形涂层应用于歼-20/歼-35之上，这才有了地面工作人员的大胆擦拭。

 

此前还有不少报道提出歼-20不需要恒温机库停放。表明歼-20从一开始，其隐形涂层就已经能够适应复杂的作战环境，长期部署也未出现隐形涂层脱落，生锈等问题。