1、战 争 与 材 料期末论文材料在现代战争中的应用 学 院： 电力工程学院 专业班级： 能动 15-6 班 授课教师： 应鹏展 姓 名： 陈 嵩 学 号： 17155529 2 / 7材料在现代战争中的应用在人类历史的发展中，兵器、材料的发展起着很重要的作用，兵器的好坏决定战争的成败，而材料又决定兵器的优劣，决定着战争中的伤亡比。兵器的发展速度往往决定着一个民族的发展，决定着一个民族的兴衰。由最开始的石木兵器到青铜兵器、铁兵器，再到热兵器直到现在的核武器、战略导弹防御系统，各类材料，尤其是先进材料起到了关键性的作用。有人认为第二次世界大战在某种程度上就是钢铁之战，日本当年之所以能够发动战争，就因
2、为有了年产 800 万吨钢铁的资本。进入 21 世纪的两场战争(阿富汗战争、伊拉克战争)，无不是当代高科技材料的大展示。故本文将介绍几种高科技材料及技术在现代战争中的应用。一、隐身材料.隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红
3、外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。3 / 7这里便着重介绍几类重要的隐身材料。1、雷达吸波隐身材料。雷达吸波材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在 120吉赫的雷达波段上吸收率达 20 分贝以上。2、红外隐身材料。红外隐身材料作为热
4、红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直受到各国的重视，是近年来发展最快的热隐身材料。新一代的热隐身涂料大多采用热红外透明度。国内外目前研制的红外隐身材料主要有单一型和复合型两种。3、纳米复合隐身材料。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例，随着粒径的减小，表面原子数量比迅速增加。由于表面原子数量比增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。纳米复合隐身材料因为具有很高的对电磁波的吸收特性， 已经引起了各国研究人员的极度重视，而与其相关的探索与研究工作也已经在多国展开。尽管
5、目前工程化研究仍然不成熟，实际应用未见报道，但其已成为隐身材料重点研究方向之一，今后的发展前景一片光明。而其一旦应用于实际产品，也必将会对各国的政治、经济、军事等多方面产生巨大影响。二、智能材料.智能材料是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。作为一种新兴技术材料,智能材料的应用日益引起人们的广泛兴趣,4 / 7在军事、医学、建筑和纺织服装等领域都有着广阔的发展前景。智能材料在军事应用中具有很大的潜力,其研究、开发和利用, 对未来武器装备的发展将产生重大影响。目前,在各种军事领域中, 智能材料的应用主要涉及到以下几个方面。1、智能蒙皮。光纤作为智能传感元件用于飞机机
6、翼的智能蒙皮中,或者在武器平台的蒙皮中植入传感元件、驱动元件和微处理控制系统制成的智能蒙皮,可用于预警、隐身和通信。目前,为了未来的弹道导弹监视和预警卫星系统,美国弹道导弹防御局正在研究在复合材料蒙皮中植入核爆光纤传感器、X 射线光纤探测器、激光传感器、射频天线等多种传感器的智能蒙皮。2、结构检测和寿命预测。智能结构可以对构件内部的应变、温度、裂纹进行实时测量,探测其疲劳和受损伤情况, 从而实现对结构进行监测和对寿命进行预测。光纤具有尺寸小、质量轻、可挠曲、耐腐蚀,不受电磁干扰,与复合材料有良好相容性等特点,且灵敏度高、耐高温, 易实现远距离测量而受到人们的青睐。目前一些先进国家采用光纤智能材
7、料与结构进行复合材料的状态检测与损伤估计,即在材料或结构的关键部位埋置光纤传感器或其阵列进行全寿命期实时监测、损伤评估和寿命预测。3、减振降噪。智能结构用于航空航天系统可以消除系统的有害振动,减轻对电子系统的干扰,提高系统的可靠性; 用于舰艇,可以抑制噪声传播,提高潜艇和军舰的声隐身性能。国外正在研究的具有减振降噪功能的智能结构主要由压电陶瓷、形状记忆合金和电致伸缩等新材料制成。如 Lord 公司用超磁致伸缩材料研制的一套智能减震系统, 安装在飞机发动机支架上,使机舱内的噪声减小 20dB以上。将压电材料置入飞机机身内,当飞机遇到强气流而振动时,压电材料便产生电流, 使舱壁发生和原来振动方向相
8、反的振动, 抵消气流引起的振动噪音。5 / 7.、复合材料.复合材料已广泛应用于飞机、火箭、人造卫星和国防等各个领域。但复合材料的设计是一个复杂的系统性问题，它涉及环境载荷、设计要求、材料选材、成型方法及工艺过程、力学分析、检验测试、维护与修补、安全性、可靠性及成本等诸多因素。在兵器高技术的迅速发展过程中，先进军用复合材料是国际兵器高新技术发展的基础，应是多种学科的综合，复合材料整体化、优选化、智能化是未来高技术兵器发展的必然趋势。军用复合材料正向着低成本、高性能、多功能和智能化方向发展，在未来的军事高技术领域有着举足轻重的地位，并具有十分良好的产业化前景。根据能掌握的权威资料，中国在军用航空
9、复合材料的技术和应用上，已经取得非常大的成绩。例如，国产歼-11BS 多通途双座重型战斗轰炸机，其机体就大量应用了中国自己研制的新型复合材料，其中，两个高大的垂尾有近五分之四的体积使用了复合材料，而全动平尾则全是复合材料。同时还在主翼、边条、进气口和尾翼以及前缘机动襟翼大量使用复合材料和不导电材料。在一种战斗机上如此大比例的使用复合材料，这在目前已知的国产战斗机中是极其罕见的。同时喷涂有国产新型雷达吸波涂料，这证明中国在战斗机大规模复合材料运用方面，已经取得突破性进展。四、光纤通信.通信是战场指挥的主要渠道，更是战场情报传递的基本保障。如被轻易侦听泄密，则敌对我行动了如指掌；如被干扰无法通信，
10、则如聋子和瞎子。没有安全可靠的的通信手段，战争的胜败也就不言而喻了。光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一, 在现代电信网中起着举足轻重的作6 / 7用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达 20THz。(2)信号串扰小、保密性能好。(3)抗电磁干扰、传输质量佳。(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输。(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。(6)无辐
11、射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。(7)光缆适应性强,寿命长。(8)质地脆，机械强度差。(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。(10)分路、耦合不灵活。光纤通信材料来源广泛，制作容易，已经成为现代战争必不可少的通信材料。.结.新型材料越来越多，各种复合材料，纳米材料等等，让人眼花缭乱，但我们都知道的是，材料改变着战争的进行方式，决定着人们的生活水平；材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。材料至关重要，长期以来各国一直把材料、能源和信息作为社会发展的重要支柱，希望我们国家在这方面不要落后于人，将最好的、最新的材料应用到国防科技中，保卫我们的国家。7 / 7材料来源：(1)(-(材料(2)(-(材料(3)(-(材料(4)(-(2016.6.29
