材料是工業的基石，每一次科技的進步都與材料技術的進步聯系在一起。同樣，在航空領域里材料技術也與航空技術的發展密切相關。本文就簡單探討一下新材料技術在現役戰機上的應用。

    1、雷達

    首先從戰機的雷達說起吧。雷達就是戰機的眼睛和耳朵，在現代戰爭中發揮著重要作用。更先進的雷達往往意味著更早地發現敵機，掌握戰斗的主動權。現役戰機普遍用電掃描的有源相控陣雷達取代了曾經的機械掃描雷達，以獲得更好的探測距離，更強的抗干擾能力，更高的掃描頻率。而在相控陣雷達中，最核心的部分就是數以千計的電磁波發射/接受模塊，即T/R模塊。而T/R模塊中，重要的功率放大器就是采用GaAs材料制成，保證了產生的電磁波能夠達到足夠的功率。另外，由于每個T/R模塊都是獨立的，良好的模塊封裝材料也是必不可少的，AlSiC材料就是優良的封裝材料。AlSiC材料由鋁、硅和碳按照一定比例合成，具有低熱脹、高導熱及密度小等優點，使得T/R模塊在工作時產生的熱量能及時轉移，保證了T/R模塊能夠正常工作。另外，雷達罩的材料也是很重要的，要具有良好的透波性和足夠的強度，畢竟現代戰機都有超音速飛行能力，在超音速狀態機頭位置要承擔巨大的壓力。雷達罩常用玻璃纖維增強的環氧樹脂制成，使得雷達波可以輕易透過，也有足夠的強度。

    2、座艙

    座艙是戰機的控制中樞。以前的飛行員要面對大量的儀表盤來掌握飛機的狀態，但現代戰機要更加復雜，以前的機械儀表已經不能滿足作戰的需要。現代戰機采用數個大屏幕的液晶顯示屏來即時反映戰機狀態，飛行員可以通過屏幕周圍的按鍵來進行相關操作，也有部分飛機的液晶顯示屏是觸摸屏，進一步簡化了飛行員的操作。如F-16戰機的早期版本座艙內還有相當數量的指針式儀表，但到了F-16E時，三塊液晶顯示器取的葉片。單晶葉片實際上是利用晶體物理性質的各向異性。平日里我們見到的金屬都不是純粹的金屬晶體，而是由一個個微小的晶體無規則的粘連在一起，這使得金屬在各個方向上的物理性質沒有大的差異。而單晶葉片則是一個完整的金屬晶體，只要使晶體承受拉力最強的方向與葉片需要承受拉力的方向一致，單晶葉片的承受拉力的性能就會相當不錯。另外，提高渦輪口進氣溫度是提高渦扇發動機推力的有效途徑，然而這并不容易做到，如F119發動機的渦輪口進氣溫度達到1700多攝氏度，在這個溫度下常規金屬已經無法保持固態了，因此F119使用的是第三代高溫單晶合金。另外通過在葉片上采用擴散滲透法在葉片上“鍍”上一層鋁、硅涂層能有效提高葉片的耐燒蝕能力。

    3、機體外表

    再看機體外表。在先進戰機上復合材料大量使用，取代了很多金屬部件，如機體蒙皮。以前的蒙皮普遍使用鋁合金，而米格-25和米格-31更是使用鋼制蒙皮來對抗3馬赫的速度下機體表面的高溫。而F-22則采用了高強度、耐高溫的BMI樹脂基復合材料作為全身蒙皮。在尾撐、垂尾、起落架艙等部分也有復合材料的身影。另外，作為五代機的性能指標之一的隱身性能與機體表面的涂層性能息息相關。從F-117“夜鷹”到B-2“幽靈”再到F-22“猛禽”，隱身性能越來越強，但戰機的氣動外形向隱身性能的妥協卻逐漸減少：夜鷹的外形完全是為了隱身，為此拋棄了機動性能，根本無法對空作戰；幽靈扁平的蝙蝠造型也是向隱身性能妥協，放棄了利用垂尾進行快速水平轉向的能力和載彈量；而F-22則是保留了強大的機動性，甚至還采用了隱身性能很不好的附面層隔板進氣道。這種變化正是不斷進步的隱身涂料技術帶來的。可見在隱身涂料發展到較高水平時，戰機的外形即使更加“隨心所欲”也不會破壞隱身效果，那時，隱身性和機動性就可以達到更高水平。

    4、結語

    隨著材料技術的進步，戰機的性能會達到更高水平，如耐高溫材料能顯著提高發動機性能，耐高溫蒙皮能使戰機進行高超音速飛行成為可能，先進隱身涂料能使戰機更加難被發現，先進復合材料能減輕戰機重量，使戰機獲得更大的載彈量等。

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責任編輯：王元

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