猛禽翱翔蓝天：隐身飞机背后的的超材料黑科技！

作者：随风

提到隐身飞机，大家可能都会不约而同地想到B-2“幽灵”隐身战略轰炸机和F-22“猛禽”隐身战斗机。

    不管是B2还是F22，隐身技术都是第4代和第5代战机的核心技术之一，雷达通讯是战机的眼睛，隐身与反隐身、干扰与反干扰，隐身和反隐身、干扰与反干扰，都离不开背后的超材料电磁调制技术。

    超材料，英文名metamaterials，定义为：一种特种复合材料或结构，通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计，使其获得常规材料所不具备的超常物理性质。其中拉丁语词根“meta-”表示超出、非凡、另类之意，指其具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，一般包括新奇的人工微结构和底材。

    超材料英文名是超越(meta)常规材料(material)，自然界没有，为了某些特殊目的，自己设计和加工出来的材料或者结构。2006年美国杜克大学Smith教授领导的研究小组就DIY了著名的“隐身衣”，一种能实现可见光隐身的人造超材料结构。

    美国军方共支持了100余家企业、签订了超过60个合同进行超材料应用研究，应用领域涉及雷达罩、导弹天线罩、舰艇吸波材料、大面积吸波材料制备技术、电子干扰箔条、电子战雷达、无人机雷达、超材料通讯天线、机载天线和声学隐身技术等。

    美国海军资助的E-2预警机大型雷达罩用超材料项目，雷达罩支撑肋会引起雷达方向图畸变，采用集成超材料结构的支撑肋来改善这一现象。E2鹰眼预警机，使用超材料结构实现了承载结构和透波功能的一体化设计。

    美国海军资助的舰上大型电磁超材料应用项目，包含了设计、仿真和制作大规模超材料复合结构，用于美军海军舰船。这一技术的特点包括含有人工设计的电磁特性超材料微结构，针对复杂的电磁环境提出了新颖的解决方案。

    英国BAE系统公司与伦敦大学合作开发超材料平面天线透镜，无人机的侧翼表面不光透波，还能聚波，超材料功不可没。

    声学超材料也进入大家的视野，名为“金属水”的声学超材料使声波从潜艇表面绕射过去，避免声波反射回声纳，实现声波隐身。

    超材料作为当今热门的颠覆性技术，得到了美国、俄罗斯、北约、日本等众多发达国家、组织重点关注和投入，同时也受到洛克希德·马丁公司、波音公司、雷神公司、BAE等军工企业长期支持。

    超材料作为国家战略技术，我国政府对超材料技术予以了高度关注，分别在863计划、973计划、国家自然科学基金等科技计划中予以立项支持，涉及电磁黑洞、超材料隐身技术、介质基超材料，以及声波负折射等基础研究方面。

    针对超材料黑科技，国内的科技工作人员早已开始了自主化研究，并取得了相当大地进展。浙江大学在光波和超低频超材料领域发展出了慢波超材料，提出了超材料在成像、隐身、磁共振成像和静磁场增强方面的应用。东南大学研究了超材料对电磁波的调控作用，提出了新型超材料隐身器件，衍生出了雷达幻觉器件、远场超分辨率成像透镜等新型超材料器件。清华大学提出了通过超材料与自然材料融合构造新型功能材料思想，发展出了基于各类超常电磁介质材料。深圳光启则在国际上率先进行了超材料产业化，研发出了超材料平板卫星天线、超级WIFI等系列产品，并已在全国多地得到了实际应用。

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