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座艙作為戰鬥機的三大強散射源之一,如何縮減座艙的雷達散射截面對戰鬥機的隱身效能至關重要。當前,非常多的“土豪金”座艙出現,其實就是一層導電膜,從而實現了良好的隱身效能。
上圖就是我們通常所稱為的“土豪金”,也就是金屬導電膜的具體構造,實際上就是透過各種材料像夾心餅乾一樣複合而成。
F-22座艙上的導電膜
中國產殲-20版本的導電膜
這個“土豪金”的膜就是基於座艙腔體遮蔽技術實現的。透過在座艙的透明表面鍍制一層透明的導電膜,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。
目前研究結果表明,滿足座艙腔體電磁遮蔽的角度還要滿足透光率的要求,座艙透明件所鍍膜層對雷達的垂直反射率應該要使80%以上的入射雷達波能量被反射掉而不進入座艙。
上圖為國內研究所對典型的飛行器鍍膜風擋對邊長210mm的三角面角反射器的遮蔽效果測試RCS曲線。其中縱座標每一格為10dB。由圖可見,在透過鍍膜之後,具有良好的電磁遮蔽效果,RCS降低了25dB。可以說是很有效的座艙電磁遮蔽效果,非常有效的解決了戰鬥機座艙因為空腔而導致的腔體散射效應。而且副作用很小,幾乎不增加重量。當然難度就是工藝技術了。
當然在實際情況下,座艙蓋透明鍍件導電膜必須透過一系列實驗驗證。滿足光學、電磁學、力學效能、理化和耐環境特性等要求。其中光學效能還包括透光率、霧度、光學畸變和光學缺陷等等。電磁特性要求包括膜層面電阻特性;力學效能要求包括拉伸強度、延伸率彎曲強度等等等。
家用轎車的窗戶玻璃貼膜大家很常見,有些人喜歡給車窗玻璃上貼顏色深一些的膜,主要是不想讓外人看到車裡的內部情況。戰鬥機玻璃座艙鍍膜跟轎車玻璃貼膜有些類似,但兩者作用差別很大。戰鬥機玻璃座艙鍍膜的好處主要有兩點:
一個是提高它的隱身效能。
戰鬥機座艙一般為空腔結構設計,雷達波經座艙蓋玻璃投射入座艙後,會發生多次反射,形成腔體反射效應,這是飛機最重要的雷達訊號反射來源之一。而在座艙蓋上鍍一層膜,就可以有效遮蔽和吸收雷達波,達到降低雷達反射訊號的隱身效果。目前,戰鬥機座艙蓋上的鍍膜,是透過磁控濺射等技術來敷設的。由於鍍膜的材料不同,因此膜經太陽照射後顯現出的顏色也各有不同:比如氧化銦錫膜,經Sunny投射顯現出淡淡的墨綠色;金膜則體現出金屬色彩。其中氧化銦錫膜無色透明,透光率最高,化學性質穩定,還可增加座艙蓋耐磨性,而且對有機或無機透明材料都有很好的附著力,在F-22戰鬥機使用之後,已經成為目前最為成熟的戰鬥機座艙膜系材料之一;金膜比氧化銦錫膜出現要早,雖然金膜透光率稍差,但製造工藝相對簡單,同時金膜化學效能非常穩定,一旦鍍膜之後可以保持很多年,可維護性比氧化銦錫膜要更好。據外媒猜測,中國產殲-10C戰鬥機座艙玻璃上塗敷的很可能就是金膜。
圖注:中國產殲-10C戰鬥機的座艙玻璃上據說鍍的是金膜
另一個是,戰鬥機玻璃座艙鍍膜可以實現電加熱,起到除冰、防霧的功能,以保證飛行員在惡劣天氣也具有良好的視野。