軍工隱身技術行業專題報告：隱身塗層、結構隱身材料與超材料

（報告出品方/作者：方正證券，鮑學博、王煜童）

1 發展隱身技術已成為各國武器裝備發展的迫切需要

21 世紀後，隱身技術的發展加劇了各國武器裝備競爭，發展隱身技術， 提高武器系統生存、空防和縱深打擊能力，已經成為集陸、海、空、 天、電磁五位一體的立體化現代戰爭的迫切需要。隨著隱身技術的迅 速發展和廣泛應用，隱身武器在現代戰爭中所展現的巨大軍事效益引 起了世界各國的高度關注。 實踐證明，隱身技術能有效提高武器裝備的作戰效能和電子戰能力。 武器裝備的作戰效能主要包括突防能力、生存能力和精確打擊能力， 隱身武器在這三方面具備顯著優勢。突防能力上，隱身武器透過控制 或減弱目標特徵訊號使敵方雷達探測距離成倍降低，藉此穿越敵方雷 達網對地面目標實施打擊，達到出其不意、攻其不備的效果。同時， 武器自身的生存能力和殺傷效果也會大幅提高，如隱身導彈可以使敵 方的預警雷達網失效，在損失最小的情況下，實現更大範圍的突防， 大大提高命中率和精確打擊能力。

隱身技術的應用不僅大大提高了武器裝備的作戰效能，還形成了不可 估量的軍事和經濟效益。隱身武器的應用徹底打破了敵對雙方原有的 進攻和防禦平衡態勢：一方面，隱身技術的使用降低了己方武器裝備投 入，優化了資源配置，在執行同等任務時，隱身飛機的 軍事、經濟優勢遠非普通作戰飛機可比；另一方面，隱身武器增加了 敵方防禦投入，實現了戰略威懾。新型的隱身武器勢必引起敵方的戰 略恐慌，如果敵方要實現對隱身的有效防禦，必須重新佈置原有的防 御體系或更新武器裝備，其投入費用將大大增長。據統計，反隱身的 成本是隱身技術本身成本的 10 倍以上。

2 隱身技術種類繁多，材料隱身大有可為

隱身技術發展的種類繁多，主要目的是減弱或控制軍事目標的特徵信 號。隱身技術按應對的探測手段可分為可見光隱身、雷達隱身、紅外 隱身、鐳射隱身、聲隱身等，分別減弱或控制軍事目標的光、電、聲 等探測特徵訊號，使其難以被探測、識別、跟蹤和攻擊而達到隱身目的。可見光隱身材料已經發展成熟，主要應用為迷彩服等偽裝材料， 雷達、紅外作為最多被使用的探測手段，其對應的各類隱身技術成為 了發展的重點。

2.1 雷達隱身：隱身領域最主要的需求

雷達隱身技術是應用最早的隱身技術。當雷達系統向某一特定空間發 射雷達電磁波，目標透過該片區域時，部分的電磁波會被目標物體表 面反射回接收天線。當物體表面依原路徑返回的電磁波越少，雷達散 射截面積 RCS 越小，雷達對目標的訊號特徵就越小，當目標反射的 雷達波弱到無法被雷達系統捕捉到，就實現了雷達隱身。

2.1.1 典型雷達散射源

以戰鬥機為例，其典型的雷達散射源包括：1）進氣道中的發動機壓 氣機及其所形成的空腔；2）雷達天線和天線艙；3）座艙及其中的飛行員和裝置；4）外掛物及其懸掛裝置；5）機翼、水平尾翼的前後緣； 6）垂直尾翼、機身側壁；7）各種縫隙和邊緣；8）發動機尾噴管中 的渦輪及其所形成的空腔等。

對於典型的非隱身飛行器這樣的複雜目標，其外形散射特徵包括數個 較強散射源，如：座艙/機身/彈體/垂尾的鏡面散射、進氣道/噴口的腔 體散射、翼面前後緣的邊緣繞射、垂尾和平尾形成的二面角反射等； 次弱的散射源有機頭的尖頂繞射、外露天線等機表成品的尖點繞射。

2.1.2 雷達隱身技術：外形隱身與材料隱身為主

提高武器裝備的隱身效能從而降低發現機率是提高戰場生存能力和 作戰效能非常有效的方法，也是世界各國都在極力發展的技術。實現 雷達隱身技術的手段主要有四種，分別是外形隱身技術、材料隱身技 術、電子干擾和欺騙技術以及阻抗載入技術。在武器裝備外形已經確 定並且其自身隱身效能達到一定的高度時，其隱身效能主要取決於隱 身材料。 外形隱身技術：外形設計是實現武器裝備隱身的最直接、最有效的方 法。外形隱身技術透過改變目標的外形設計，在一定角度內增強目標 的反射或折射效應，減小 RCS。常見的強反射源有飛機邊緣、尖端， 機體上的凸出物、外掛物；導彈的頭部、尾部和翼面不連線處；艦艇 的船體和甲板邊緣等。美國 AGM-129 隱身巡航導彈透過採用特殊隱 身外形和隱身結構消除了強反射源，減弱了雷達波的散射強度。由於目標受到空氣動力等因素限制，外形設計也只能實現裝備一定程度上 的隱身，材料隱身技術能有效彌補其不足。

材料隱身技術：隱身材料可使武器裝備如飛行器在不改變外形結構、 氣動特性的情形下直接應用，大大降低了其訊號特徵，提高其生存能 力，是提升武器裝備隱身能力的重要技術途徑。 隱身材料在國外隱身飛機上已有大量應用。

電子干擾和欺騙技術：電子干擾技術實質是產生與目標或敵方雷達相 似的特徵訊號，使其無法做出正確判斷而實現目標隱身。常見的技術 手段有：向空中投放箔條等干擾物形成干擾層以遮蓋真實目標；利用電 子干擾裝置發射噪聲或類似噪聲的干擾訊號，使敵方雷達無法檢測目 標資訊；由偵察裝置偵測出敵方雷達頻率，並以該頻率發射回波脈衝， 使敵方雷達無法做出正確判決；採用假目標或雷達誘餌技術，傳送虛 假訊號誤導敵方等。 阻抗載入技術：阻抗載入主要指有源阻抗載入，是在飛行器上安裝轉發器等訊號處理元件，使其可發射與入射雷達波幅度相近而相位相反 的電磁波，減弱敵方雷達接收到的目標真實回波，達到隱身的效果。

2.2 紅外隱身：第二大隱身需求

處於任意溫度下的物體均會向外輻射電磁波，波長處於 0。78～1000μ m 波段的電磁波稱為紅外輻射。紅外隱身技術是透過降低或改變目標 的輻射強度來降低目標的可監測性。現代戰爭中，隨著飛行器效能的 進一步提升，典型部件溫度升高導致紅外訊號顯著增強，同時，紅外 探測器件效能的提升加劇了飛行器被發現、跟蹤和識別的風險。1967 年至 1993 年間，被擊落的飛機和直升機中 89%是由紅外製導武器的 攻擊擊落的。

紅外探測系統依靠目標和背景本身溫度所引起的熱輻射差別來發現 和識別目標，要實現紅外隱身可透過兩種途徑：一種是改變物體的紅 外輻射特性，即控制物體表面的發射率；另一種是改變物體的紅外輻 射強度，即控制物體表面的溫度，縮小目標與背景的溫差，從而降低 目標和背景的輻射對比度，減小目標的被探測機率。 塗敷低發射率材料可在不改變整體設計的前提下，直接改變物體的輻 射特性，因此現有紅外隱身材料多集中於低發射率塗層的研製。傳統 的低紅外發射率材料包括金屬材料、半導體材料和低發射率填料。金 屬材料的紅外發射率雖然很低，但是受表層形貌的影響較大，並且其 相容隱身效能較差，所以半導體材料成為近年來研究的熱點。

2.3 多頻譜隱身

單一頻段隱身材料在戰場上應用受限。隨著探測技術的迅猛發展，武 器裝備在戰場上可能同時受到來自雷達、熱紅外、可見光及近紅外、 鐳射等多頻譜、多波段偵察儀器的探測，多頻譜相容隱身材料更有希 望能滿足武器裝備在戰場複雜電磁環境中的需要。

各頻譜隱身機理不同，實現多頻譜相容技術難度較大。雷達隱身、紅 外隱身、可見光隱身、鐳射隱身等各類隱身材料彼此之間可能存在相 互促進或者相互抑制的作用，因此，研究隱身塗層材料體系及相容設 計方案時需要結合材料特性和電磁設計原理。 目前國內外研究較多的多頻譜隱身材料主要有：雷達與紅外相容隱身 材料、紅外與鐳射相容隱身材料、紅外與可見光相容隱身材料，以及 覆蓋包括可見光、近紅外、遠紅外和微波在內的多波段隱身材料。 多頻譜未來發展主要包括兩個方向：一是在單一隱身功能基礎上向更 寬頻段擴充套件，比如紅外隱身兼顧中紅外和遠紅外波段，雷達隱身在實 現重點探測頻段隱身的同時向更低頻點隱身擴充套件；二是多種隱身功能 的相容，比如雷達/紅外相容、雷達/紅外/可見光相容等。後者研製難 度更大，也是未來隱身材料重要發展方向。

2.4 典型飛行器部分部位雷達隱身措施

2.4.1 進氣道

大量資料表明，進氣道是作戰飛行器在前向區域影響最廣、散射最強 的散射源，一般單發飛行器進氣道可佔整機前向區域雷達散射的 40% 左右，而雙發飛行器其比例可達 60%甚至更高。 進氣道 RCS 縮減技術： 1、進氣道佈局形式選擇：僅從雷達隱身角度考慮，背部進氣、兩側 進氣要好於頭部進氣和腹部進氣。 2、將進氣管道彎曲設計，使之在關注視角內遮擋發動機入口；在進 氣道內壁塗覆吸波材料，或將內壁設計為整體吸波壁板，如 F-35 飛機 採用三維複合材料編制技術研製的具有吸波功能的整體式進氣管道； 控制唇緣方向，最佳化選擇唇緣的截面形狀，如有必要，可為唇口部分 設計專門的雷達吸波結構或採用雷達吸波塗層；採用無隔道超聲速進 氣道（DSI）設計，即所謂的“蚌”式進氣道。

2.4.2 座艙

座艙是有人駕駛飛行器不可缺少的重要部件，研究表明，它對整機 RCS 的貢獻達到 10%-20%。座艙的散射場表現為座艙內部佈置複雜的 儀表板、操控臺、座椅等引起的後向散射場（佔座艙 RCS 的 90%） 和座艙結構連線骨架形成的縫隙和臺階、座艙結構連線件等形成的相 對較弱的散射。

座艙 RCS 縮減技術： 1、座艙腔體遮蔽技術，即透明件鍍膜技術，在座艙透明件表面鍍制 一層透明導電膜，在滿足透光率等光學效能的前提下，實現對座艙腔 體的電磁遮蔽，Au 膜是第一代座艙鍍膜，常見於早期的飛機，包括 F-117A 和 F-16，而目前隱身飛行器一般採用氧化銦銻（ITO）膜。 2、座艙次強散射源散射主要包括座艙透明件結構連線件產生的稜邊 散射，如風擋與艙蓋之間的弧框。典型傳統飛行器風擋與艙蓋之間的 弧框的前向 RCS 約為 0。05 ㎡左右，因此對於隱身飛行器座艙設計而 言，首先必須從電磁的角度消除這一弧框。F-22 飛機風擋和艙蓋的透 明件為一整體，徹底取消了這一弧框，但顯然付出了較大的重量代價 （F-22 飛機的一體化座艙蓋重量約為 170kg 左右，而典型傳統飛行器 風擋加艙蓋重量約為 120kg）。而 F-35 看似保留了弧框，但仍保證了 整個透明件外表面連續且外表面鍍膜，從而在隱身角度實現了弧框的 遮蔽。

2.4.3 雷達天線艙

雷達截面控制的重點方位是機頭方向，而雷達天線艙是飛行器機頭方 向的三大強散射源之一，對整機雷達截面的減縮起著重要作用。 雷達天線艙的散射場體現在電磁波透過雷達罩進入雷達天線艙內後， 經內部天線結構、安裝框板、結構附件、罩上附件和連線件等引起的 後向散射場以及相互之間的多次反射（稱為結構項反射，佔雷達天線 艙 RCS 的 90%以上）和電磁波進入雷達天線艙後，由於阻抗失配引 起的二次反射（模式項反射）。

雷達天線艙 RCS 縮減技術： 1、結構隱身設計：首先，應對雷達天線安裝的飛行器 I 框進行向上的 傾斜，角度在 15°~30°之間，這樣可以使從雷達天線和安裝框板反 射的最強電磁波向上偏離，偏離出機頭前向的主要敏感角度區域。另 外，採用高效能的吸波材料對在雷達罩內影響隱身效能的電磁波進行 吸收，達到阻斷電磁波經過多次反射導致後向散射過大的問題，從而 達到電磁隱身的目的。 2、吸波部件設計：效能優良的吸波部件能極大改善雷達天線艙的結 構項散射。根據雷達天線和安裝框板的外形空間，使用高效能吸波材 料，有針對性地設計吸波部件外形、對雷達天線安裝框板、雷達天 線外部結構（相掃天線）以及結構附件等進行遮擋和吸波處理，以達到對雷達天線艙內部結構的隱身。 3、天線隱身設計：針對有源相控陣雷達天線，雷達天線的外形應盡 量與飛行器機頭的安裝框外形平行一致。雷達天線的輻射陣子採用散 射小的端射陣子形式。對雷達天線的反射陣面應採用高效的吸波材料 進行處理；雷達陣子天線與後端傳輸線之間採用高效能的環形器進行 隔離，可以大大減少模式項的反射。雷達陣子的排列和間隔需要考慮 柵瓣的產生，儘量使柵瓣位置偏離到非敏感的角度區域之外。此外， 對雷達天線輻射陣子的加工工藝需要進行嚴格控制保證陣子之間高 精度加工的一致性。 4、雷達罩隱身設計：雷達罩的隱身設計主要是針對 FSS 帶通雷達罩。 FSS 雷達罩的關鍵技術之一是表面週期結構的設計和佈局。選用正確 的匹配性好的 FSS 陣子，實現雷達罩的帶通設計。當 FSS 選擇好後， 需要在介質結構上排列週期性的金屬 FSS 陣子，使雷達頻段的電磁波 能夠透過 FSS 雷達罩出去，而帶外的電磁波不能透過，其大部分能量 經過低 RCS 雷達罩的外形而散射到非威脅區域。

2.4.4 其他射頻天線

在一個低 RCS 飛行器外形平臺上疊加傳統飛行器部分凸出外形的天 線後，會使前向扇區 RCS 增加達 10dB 左右。對於傳統飛行器或傳統 飛行器隱身改裝而言，凸出外形天線的 RCS 對整機 RCS 的貢獻是小 量，但對於隱身飛行器而言是不可接受的。因此，對於低 RCS 飛行器， 其天線安裝形式一般主要有兩種：一是共形安裝，這類天線主要是 CNI 的天線；二是如雷達天線一樣，將天線內建，在天線孔徑口面處 設定透波天線罩，如電子戰天線等。但無論是哪一種安裝形式，對天 線而言都必須採取隱身設計。

射頻天線通用 RCS 縮減技術： 1、孔徑綜合：孔徑綜合的目的是儘量控制全機天線孔徑的總體數量。 根據天線的頻段劃分、功能要求等對其進行分類並且同一頻段若干天 線，儘管功能不同，儘量採用一個天線孔徑。 2、低 RCS 天線佈局設計：在總體佈置上儘量利用遮擋關係，消除或 抑制天線在功能上不需要的方向上散射。此外，天線安裝邊須按“鋸 齒平行”設計原則設計，即將安裝邊的散射控制在規定的非主要威脅 方位，一般是在俯視投影面上，前後端安裝邊平行於機翼前緣。 3、低 RCS 天線設計：對孔徑綜合後的天線進行低 RCS 設計，在滿足其天線效能要求的前提下，抑制天線自身的結構項散射和模式項散 射。 4、表面共形天線設計：在天線效能可接受的前提下，儘量採用表面 共形天線設計，否則採用內建安裝。若對於窄頻帶天線，其天線罩應 採用 FSS 技術，以解決帶外隱身問題。

2.4.5 發動機尾噴管

排氣系統作為飛行器後向最重要的雷達散射源和紅外輻射源，對實現 飛行器全方位雷達和紅外隱身具有重大影響。與進氣系統類似，排氣 系統的尾噴管腔體散射也在腔體散射中占主導地位，而且這種腔體散 射是不能完全靠外形設計來消除的。改變其特徵的手段只有採用吸收 電磁波的方式。在發動機尾噴管方面，除常規的軸對稱噴管外，還有 縫隙式噴管、二維向量噴管以及揹負式噴管，在進行隱身飛行器尾噴 管設計時，應儘量避免形成一次鏡面散射，要儘可能的形成多次散射， 透過應用吸波材料來提高隱身效率。

2.4.6 機翼前後緣

在飛行器結構中，機翼或彈翼的前後緣是飛行器的強散射點之一，需 要對其進行隱身處理。目前，對機翼前緣的隱身處理主要有兩種手段。 一種是對機翼的外部及內部使用塗覆型或結構型吸波材料。F-22 對翼 面結構的前後緣等結構採用先進的寬頻、高效能吸波結構複合材料， 對其進行雷達散射截面（RCS）減縮。另一種為將整個機翼設計為隱 身結構，即在保持原有氣動外形的條件下，將吸波材料同機翼中承力 結構結合在一起。它是一種既能滿足外形氣動和結構要求，又能有效 減少電磁波反射的多功能一體化結構。如 B-2 隱身轟炸機機翼蒙皮最 外層塗覆磁損耗吸波塗層，蒙皮採用一種六角形蜂窩夾芯碳/環氧吸波 結構材料，前後緣採用蜂窩夾芯結構，蜂窩網格內填充有磁損耗和電 損耗吸波物質，夾芯上下為吸波波紋板。

3 隱身材料是提高裝備隱身效能的重要途經

隱身材料是指應用在武器裝備上使其具備隱身功能的材料，可以降低 裝備的雷達和紅外目標特性，減少武器裝備被雷達、紅外等探測裝備 發現的機率。隱身材料按成型工藝和承載能力可分為塗覆型和結構型 兩類：塗覆型塗於目標表面形成吸波塗層，結構型是參與結構承力的、 有吸波能力的複合材料。 塗覆型隱身材料又叫隱身塗層，一般由功能填料和粘結劑組成。功能 填料是保證塗層達到隱身效能的重要組成，選用不同的功能填料可以 達到不同的隱身效果，比如雷達隱身塗層通常選用能夠損耗雷達波的 吸收劑作為功能填料，而紅外隱身塗層則主要選擇低發射率材料作為 功能填料製備低發射率塗層，或者是選用相變控溫填料來製備控溫紅 外隱身塗層。要達到多頻譜相容隱身效果，則需要選擇相容對應頻段 隱身效能的功能填料。粘結劑是塗層的基體材料，其作用是使塗層與 基材達到良好的結合力，較為常用的是樹脂基粘結劑。 雷達隱身材料的機理建立在電磁波傳播理論基礎上，投射在材料表面 的電磁波將會產生反射和折射現象。當入射電磁波輻射到材料表面 時，一部分電磁波會進入到材料內部，另一部分電磁波在材料介面發 生反射現象，使得部分電磁波再次回到自己空間。而進入材料內部的 電磁波一部分會被材料吸收、損耗轉化成其他能量，一部分則透射過 材料，進入自由空間。

結構型隱身材料通常是將吸收劑分散在由特種纖維增強的複合結構 材料中，優點是具有良好的可設計性，有助於拓寬吸波頻帶，質量較 輕，強度高，韌性好，具有承載和雷達吸波雙重功能等；缺點是製備工藝複雜，成本較高。目前國內外研究最多的是結構雷達隱身材料， 其可以與紅外隱身塗層結合使用，從而達到紅外/雷達相容隱身效果。 隨著先進複合材料在飛行器上不斷的應用，採用結構型吸波複合材料 也是新一代軍用飛行器材料研究的主要方向。

3.1 塗覆型隱身材料

3.1.1 隱身塗層的成分

雷達隱身塗層是具有電磁波吸收功能的塗料，這類材料一般是由吸收 劑和基體材料兩部分組成。常用的吸收劑劑在自然狀態下是粉體，經 過和基體的加工作為塗層塗覆在受保護物件上，製備工藝簡單，易操 作，成本低，適用於複雜外形，目前幾乎所有的隱身武器都使用了塗 覆型吸波材料。 按照材料的電磁損耗機理的不同，雷達吸波材料可分為磁損耗型和介 電損耗型兩類。 磁損耗型吸波材料是透過控制新增的磁性吸收劑來獲得較高的吸波 效能，這類材料一般使用金屬鐵微粉、鐵氧體、羥基鐵、鐵絲纖維等 具有磁性的材料作為吸收劑，主要透過磁極化作用衰減吸收電磁波， 一般磁損耗型吸波材料的吸波頻帶相對於介電損耗型吸波材料較寬， 並且吸波效果較好，但缺點是密度較大，質量較大，高溫效能差。

介電損耗型吸波材料是以各種介電損耗吸收劑為主體，透過調節吸收 劑含量、成分以及填充劑種類而製備得的一類吸波材料，通常採用石 墨粉、碳奈米管、碳纖維、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鋇，尖晶石、氧化 鋅、導電高聚物等電介質材料作為吸收劑。對於介電損耗，一般被認 為是由介質的電導率所產生的漏電電流所引起的損耗。通常介電損耗 型吸波材料的吸波頻帶較窄，但是對高頻率的雷達波吸收效果較好， 密度小，質量小。 耐溫隱身塗層：武器裝備需要隱身的部位按照工作溫度來劃分，可以 分為常溫和高溫兩類，高溫部位例如戰鬥機、巡航導彈等空中武器裝 備的尾噴管、鼻錐帽、機翼前沿等部件工作溫度可達到 700℃甚至 1000℃以上，對雷達波反射較強，是影響新型武器裝備隱身效能的重 要因素。隱身塗層材料根據使用溫度範圍的不同通常分為常溫隱身塗 層和耐溫（中/高溫）隱身塗層。 耐溫隱身塗層由於使用環境苛刻，存在內應力大、附著力不理想、抗 熱衝擊性能差、施工維護困難、增加飛行器自重、高溫壽命短等問題， 一直是制約武器裝備隱身技術發展的技術瓶頸。

因為絕大部分磁性吸收劑居里溫度較低，在高溫下會失去磁性，從而 失去吸波效能，因此磁性吸波材料一般只能用於武器常溫部位的隱 身。武器高溫部位的隱身必須採用電損耗型吸波材料，一般為陶瓷吸 波材料，其吸收劑為陶瓷吸收劑，研究較多的主要是碳、碳化矽、氧 化鋅吸收劑，目前主流應用仍為碳吸收劑。碳材料具有密度低、耐高 溫、來源廣泛等特點，作為高溫吸波材料受到廣泛關注。 碳化矽熔點高達 2840℃，氧化後可生成緻密氧化矽保護膜，高溫穩定 性優越，且本身為半導體，介電效能可調。SiCf/SiC 陶瓷基複合材料 是指在 SiC 陶瓷基體中引入 SiC 纖維作為增強材料，具有電效能可調、 高溫抗氧化、斷裂韌性高、高強度、低密度等特點，是最有前途的高 溫結構吸波材料之一。

雷達紅外相容隱身塗層：實現紅外和雷達隱身相容有兩種方式，一是 研製一種材料，使其具有微波高吸收、熱紅外低輻射的效能，這種單 一型材料主要有導電高聚物、奈米材料和摻雜氧化物半導體等；二是 分別研製高效能微波吸收材料和熱紅外低輻射材料，然後將二者複合 實現紅外和雷達隱身相容，如考慮把紅外低發射率層作為外層，雷達波高吸收層作為內層形成一種雷達與紅外相容的雙層複合結構。

3.1.2 隱身塗層的製備工藝

隱身塗層製備過程主要包括零部件預處理，隱身材料製備、塗覆、熱 處理以及效能測試，需要運用定製化開發的生產裝置及特定的生產工 藝將材料直接製備並塗覆在客戶零部件表面。 近年來，製備隱身塗層材料的主要工藝包括物理塗覆、化學鍍、物理 氣相沉積、熱噴塗和溶膠-凝膠技術等。 物理氣相沉積技術是指在真空條件下，採用物理方法，將材料源固體 或液體表面氣化成氣態原子、分子或部分電離成離子，並透過低壓氣 體（或等離子體），在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術， 不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導體、聚 合物膜等。

關於生產裝置，華秦科技招股說明書提到：對於隱身塗層材料及防護材料，客戶將相關零部件發運至公司後，公司運用定製化開發的生產 裝置及特定的生產工藝將特種功能材料直接製備並塗覆在客戶零部 件表面，從而在客戶零部件表面形成特種功能材料塗層，提升客戶零 部件的隱身能力或防護能力，在此過程中即完成了公司產品的生產。 公司透過與國內專業的裝置生產廠家進行合作，對裝置生產廠家提出 包括裝置尺寸、形狀、機械機構運動方式、真空度等方面的定製化需 求，裝置廠家生產人員與公司技術人員溝通確定裝置設計方案後，由 裝置廠家進行相關裝置的生產。公司核心定製化裝置的關鍵器件均可 由國內相關廠家生產，不存在依賴進口的風險。

3.1.3 隱身塗層的維護

吸波塗層被廣泛用於飛機、艦船、導彈及其他武器裝備。在武器裝備 壽命期內的任何隱身塗層在貯存、運輸和使用過程中，均會受到環境 因素的影響和作用，從而引起塗層變色、粉化、起層、開裂、附著力 下降等物理化學效能的變化和塗層隱身效能的波動。同時，在戰場上、 平時訓練等引起的隱身塗層的劃傷、擦傷等機械損傷都會嚴重影響到 武器的隱身效能。塗層脫落部分使電磁波反射嚴重，從而會嚴重影響 到艦艇等武器裝備的隱身效能。

美國 F-117 戰機在初期，差不多 10 次出動中，飛機的隱身系統有 9次要進行大修。B-2 飛機 900m 2 表面的 95%塗覆一種具有不同厚度的 韌性隱身塗層，每次飛行後，都需要對其表面進行掉屑、劃傷和腐蝕 等檢查，且在兩次飛行之間必須對損壞的蒙皮進行修理。因此，美軍 高度重視雷達吸波塗層維修技術的研究，認為該技術對隱身武器裝備 的作戰效能、裝備戰鬥力的形成與提高、甚至戰爭的勝負具有至關重 要的影響。

據佳馳科技招股說明書披露：由於隱身飛機等武器裝備的使用環境較 為惡劣，在高速飛行後隱身材料容易發生磨損或脫落，任何細小損傷 都可能影響整體隱身效果，增大暴露風險，因此隱身武器裝備在使用 過程中亦需經常性的維護；目前公司正在開展隱身維護產品的研製， 未來將用於隱身裝備的維護工作。

3.1.4 隱身塗層的發展趨勢

隱身材料的薄型化和輕量化日漸成為發展趨勢。武器裝備薄型化和輕 量化可以為軍事戰備的應用帶來諸多好處，隱身材料的薄型化和輕量 化有助於降低武器裝備整體質量，可有效提升飛行器的航程和載荷， 對航空裝備的意義尤為重大。目前，現有的隱身材料仍然存在厚度大、 質量高的問題，薄型化和輕量化是隱身材料的發展趨勢。 如何將隱身材料應用於多種武器裝備，如何適應各種環境也成為各國 研製隱身材料的重點考慮。武器裝備所面臨的戰場環境惡劣，隱身塗 層的物理效能極為重要，如早期的 B-2 隱身轟炸機，每次飛行需要數 日的塗層維護工作，大大影響了作戰效能。在現代戰爭中，隱身武器 裝備除了面臨探測威脅外，還可能受到腐蝕、雷擊、核汙染、高溫、 碰撞等特殊環境，因此對隱身塗層提出了多功能的要求。目前美國和 俄羅斯等國家均已開展相關研究，並已陸續應用於彈頭等武器裝備， 多功能是隱身材料的重要發展趨勢。 智慧材料、奈米材料成為下一代隱身材料方向。儘管傳統雷達隱身材 料已經取得了長足發展，但是隨著反隱身技術的快速發展，傳統雷達 隱身材料已無法完全滿足新一代武器裝備的隱身要求。為此，以智慧 材料、手性材料、奈米材料為代表的新型吸波材料成為了下一代雷達 隱身材料的主要發展方向。

3.2 結構型隱身材料

結構型吸波材料是在先進複合材料的基礎上，將吸收劑分散在特種纖 維增強的結構材料中而形成的複合材料，該型別複合材料通常透過改 變纖維的成分、結構、排布方式及層數來達到良好的吸波效能和載荷 能力。與吸波塗層相比，結構吸波材料集吸波、承載於一體，不僅可 以減輕飛行器自重，而且允許設計厚度較大，具有更好的吸波效能以 及更高的可靠性，應用前景十分廣闊。結構吸波材料主要用於武器裝 備中需要結構承力和隱身功能一體化的關鍵部位，如機翼前緣、機身 邊緣等。

3.2.1 結構隱身材料的成分

根據結構隱身材料的型別不同，可以分為樹脂基結構隱身材料和陶瓷 基結構隱身材料，其中樹脂基結構雷達隱身材料的研究比較成熟，應 用較為廣泛。樹脂基結構雷達隱身材料的製備通常是採用不同種類的 纖維來增強熱固性樹脂基體，採用的纖維通常是碳纖維、石英纖維、 碳化矽纖維等。 碳纖維（CFs）具有高強度、高模量、質量輕、耐高溫和良好的化學 穩定性等優點，是目前最為新型、重要的纖維材料。在電磁材料領域， 碳纖維具有優異的介電損耗，但磁損耗能力較弱，需要在 CFs 的表面 引入單層金屬或其他氧化物來提高其磁損耗，進而提高其吸波效能。 樹脂基結構雷達隱身材料可以分為吸收劑散佈型、多層板型和夾層結 構等三類結構。吸收劑散佈型是由熱固性樹脂作為基體，吸收劑作為 功能填料，纖維作為增強體，常用的吸收劑主要是高電導率的碳奈米 吸收劑（炭黑、碳奈米管、石墨烯和碳奈米線等），一方面是由於碳 奈米吸收劑具有高電導率、低密度的優點，雷達吸波效能較好；另外 一方面是由於奈米吸收劑填充到複合材料中可以起到增強作用，提高 複合材料的力學效能。由於單一的吸收劑散佈型吸波材料吸收頻帶較 窄，為了有效的拓寬吸收頻帶，可以設計多層吸波材料。夾層結構吸 波材料具有剛度和強度高、重量較輕、導熱係數較低等優點，一般由 透射層、夾心層和反射層三層組成。

3.2.2 結構隱身材料的製備

華秦科技結構隱身材料的工藝包括預製體處理，浸漬固化，製備毛坯 件，零件修型，金屬件連線，效能測試等流程，直接進行零部件生產。 佳馳科技的隱身結構件是在先進複合材料的基礎上，將吸收劑分散在特種複合材料中，經嚴格的電磁結構效能一體化規劃設計，採用多軸 機加或 3D 列印精密成型製造而成。

3.2.3 結構隱身材料的應用

美國將結構隱身材料廣泛應用於其武器裝備。為滿足偵察任務需要， 減少飛機的雷達探測性，美國洛克希德公司於 1962 年研製了 A-12 高 空高速偵察機，在主要結構（如翼面、機身）的邊緣採用雷達吸波結 構複合材料（在蒙皮上塗覆鐵氧體、羰基鐵等雷達吸波材料）。類似 的雷達吸波結構大量用於 SR-71、D-21、F-117 等飛機上。 20 世紀 90 年代以來，雷達吸波結構複合材料技術研究取得了豐碩的 成果，研製出了多種高效能雷達吸波結構，併成功地應用於第五代軍 用飛機研製和第四代軍用飛機的雷達隱身改造。據瞭解，F-22 的翼面 前後緣包括翼面前緣、副翼、襟翼、安定面、機身邊條、進氣道等均 採用了形式各異的雷達吸波結構複合材料。

3.3 電磁超材料

3.3.1 超材料隱身的原理

電磁超材料是目前隱身材料發展的最新方向。超材料是一類具有自然 界材料所不具備的超常物理性質的等效均勻人工複合結構和複合材 料。天然材料由原子或分子組成，以介電常數、磁導率來描述其電磁 特性；超材料由人工結構的微結構組成，以等效介電常數、等效磁導 率描述其整體電磁特徵。透過設計不同的微結構，可使超材料的相對 等效介電常數、相對等效磁導率為小於 1 的正實數、負實數或複數， 從而使電磁波傳播方式從根本上發生變化。

透過對磁導率和介電常數進行不同的組合，可以形成具有不同特殊性 能的材料。右手材料指介電常數和磁導率都是正值的媒介，該媒質中 電磁波的電場、磁場和波向量呈右手螺旋關係，自然界中大部分媒介 屬於這一類別。左手材料（Left-handed Materials，LHM），指介電常 數和磁導率都是負值的媒介，該媒介中電磁波的電場、磁場和波向量 呈左手螺旋關係，是最早提出的一種超材料，具有負折射率、倏逝波 放大、逆多普勒效應、逆切侖科夫輻射、亞波長衍射等奇異特性。電 負材料及磁負材料，指介電常數和磁導率二者之一小於零的超常介 質，電負材料的介電常數小於零而磁導率大於零，磁負材料的介電常 數大於零而磁導率小於零。自然界中除了等離子體和鐵氧體等具有電 負材料和磁負材料特性之外，其他媒介基本上都屬於右手材料。

超材料在軍工領域的成熟應用主要集中在吸波效能、隱身效能及天線 通訊效能方面。在吸波體方面，超材料的負電磁引數構造高阻抗表面， 可以實現薄板電磁波吸波結構，而且超材料的電磁諧振結構，既有磁 諧振又有電諧振，兩者可以獨立設計，從而實現阻抗匹配。同時，超 材料構成的吸波材料是一種窄帶吸波結構，該結構可以用於解決吸波 材料的低頻問題，透過合理設計能夠與入射電磁波的電磁分量產生耦 合，從而對入射到吸收器的特定頻帶內的電磁波實現 100%的吸收， 具有更好的吸波效能。在隱身設計領域，利用超材料的“負折射”效應，可製備出超材料隱身斗篷，透過合理設計，電磁折射率可透過微結構 進行人為控制，在不改變現有裝備外形特徵以及不影響現有裝備動力 學效能的情況下，使電磁波從任何方向照射目標都完全在覆蓋於目標 外的超材料中繞射傳播，無損耗地沿原方向傳播，達到隱身效果。

3.3.2 基於左手材料的翼面隱身結構

文獻《基於左手材料的翼面隱身結構設計及最佳化》針對傳統翼面隱身 結構所需結構空間較大的問題，透過加入左手材料來減小隱身結構中 尖劈所佔體積。利用一種左手材料對金屬尖劈進行改進，結果表明在 相同 RCS 減縮條件下，與原金屬尖劈比較，體積可減縮到原有體積的 1/5。基於左手材料的夾芯型翼面隱身結構相較完整翼型翼段和金屬腹 板翼段，最佳化後隱身結構在空間上可降低 RCS 10dB 以上。

3.3.3 頻率選擇表面在雷達罩上的應用

在電磁超材料概念提出初期，電磁超材料與頻率選擇表面在電尺寸上 是有很大差別的，一般電磁超材料微結構尺寸是小於 1/10 個波長的， 而頻率選擇表面單元結構會介於 1/10 波長與 1/2 波長之間，隨著兩項 技術相互借鑑融合，其基本單元逐漸處於相同的尺寸範圍，因此，後 期也把頻率選擇表面作為電磁超材料的一種。

頻率選擇表面（FSS）主要應用於雷達罩中。由雷達天線、天線罩及 雷達艙內高頻部件組成的雷達天線系統是飛行器頭部區域的一個強 散射源，其隱身效果直接影響飛行器的隱身效果。天線罩是保護雷達 天線系統免受外界環境影響的裝置，集透波、承載、耐熱於一體。隱 身天線罩技術是目前解決雷達天線隱身最有前景的技術之一。隱身天 線罩通常採用的技術包括頻率選擇表面技術、極化選擇表面技術、阻抗載入技術以及時域隱身技術等，而目前國內外運用最廣泛的是 FSS 技術。

美國和英國處在 FSS 天線罩研究的前列。工藝方面，複合材料表面金 屬化技術以及鐳射刻蝕技術的發展促進了 FSS 天線罩的發展，國外 FSS 天線罩的製作己經從準數控機械加工發展到數字模擬與數控加工 一體化的階段；FSS 的單元圖形從間接轉移發展成直接刻劃；另外， 無論是單屏 FSS 天線罩還是多屏 FSS 天線罩的製作，國外已經達到了 工程應用的水平。美國有專門製作 FSS 隱身天線罩的公司，英國 BASE 公司的機載雷達罩宣傳廣告上大篇幅地介紹其在 FSS 雷達罩方面的 設計軟體和能力，並有 FSS 雷達天線罩可供使用者選用，瑞典的 Applied Compsite 公司也是世界上隱身天線罩的主要研製者，他們的主要技術 就是 FSS。 FSS 隱身天線罩在美國已投入了工程應用，先是應用於導彈，後又應 用於飛機上。據悉，美國輕型噴氣運輸機 C-140 使用了 FSS 雷達罩， 而以 F-22 和 F-35 為代表的第五代戰鬥機雷達天線罩，就採用了“脊” 形尖削錐體的隱身氣動外形和 FSS 技術實現了帶外隱身和帶內傳輸 的功能。法國的拉斐特隱身戰艦的天線罩就採用了頻率選擇表面，並 結合外形設計達到雷達隱身的目的。

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精選報告來源：【未來智庫】。