Нове надтонке покриття з люфи та магнітних наночастинок NiCo₂O₄ поглинає понад 99,99% падаючих електромагнітних хвиль, знижуючи радіолокаційну помітність стелс-літаків і підвищуючи їхню скритність. Нова технологія допоможе захистити винищувачі від космічних радарів.Розвиток супутникових радарів і систем виявлення робить традиційні стелс-технології вразливими, і гонка за поліпшенням скритності літаків стає особливо гострою. На цьому тлі китайські вчені представили незвичайне і в той же час перспективне рішення: поглинаюче покриття, створене з обвугленої люфи, посиленої магнітними наночастинками NiCo₂O₄. Матеріал отримав позначення NCO-2 і вже привернув увагу тим, що здатний поглинати понад 99,99% падаючих електромагнітних хвиль у найважливішому Ku-діапазоні.
Технологія люфи в стелс-покриттях
Основою для нового матеріалу стала звичайна люфа – волокнистий гарбуз, який традиційно використовують як натуральну мочалку. Її тривимірна пориста структура виявилася ідеальною для створення композиту: при карбонізації вона перетворюється на легкий вуглецевий каркас, насичений лабіринтом мікропор. У цю структуру розробники впровадили магнітні наночастинки NiCo₂O₄, які надали матеріалу додаткові здатності до поглинання мікрохвильової енергії.
Товщина покриття становить всього 4 міліметри, що вигідно відрізняє його від багатьох традиційних радіопоглинаючих матеріалів. Незважаючи на мінімальну товщину, композит значно знижує відбитий сигнал – за оцінками, майже в 700 разів. Це означає, що літак, який має вертикальну ЕПР близько 50 квадратних метрів, після нанесення такого покриття може «стискатися» до менше ніж одного квадратного метра, що робить його значно менш помітним для космічних радіолокаційних супутників.
Принцип роботи композиту NiCo₂O₄/C
Ключовий ефект досягається завдяки поєднанню декількох фізичних механізмів. Пориста вуглецева структура діє як пастка для хвиль: потрапляючи всередину, вони багаторазово відбиваються між мікроскопічними стінками, втрачаючи енергію при кожній взаємодії. Така геометрія створює безліч шляхів розсіювання, що збільшує час перебування хвилі в матеріалі і полегшує її повне поглинання.
Магнітні наночастинки NiCo₂O₄ забезпечують так звані магнітні втрати, ефективно «забираючи» частину енергії падаючої хвилі. Вуглецева база, в свою чергу, формує провідну мережу, по якій електрони вільно рухаються і перетворюють мікрохвильову енергію в тепло – це явище називають втратами на провідність. Одночасно діє інтерфейсна поляризація: різниця електричних властивостей між вуглецем і магнітними частинками створює додаткові точки загасання сигналу.
Всі ці механізми, об'єднані в одному композиті, дозволяють матеріалу демонструвати унікальне поєднання високої ефективності і малої товщини.
Перспективи застосування стелс-покриття
Якщо розробка підтвердить свою стабільність в реальних умовах експлуатації, вона може стати новим поколінням стелс-рішень для авіації і безпілотних систем. Поглинання в Ku-діапазоні особливо важливе, тому що саме на цих частотах працюють багато сучасних супутникових радарів, які активно застосовуються для виявлення високошвидкісних повітряних об'єктів.
Однак перед дослідниками залишаються серйозні завдання. Матеріал потребує перевірки на стійкість до механічних навантажень, нагрівання, вібрацій, атмосферних впливів і довготривалої експлуатації. Не менш важливим є питання масштабованості: щоб покриття стало придатним для використання на літаках, його необхідно наносити рівномірно на великі поверхні складної форми без втрати властивостей.
Незважаючи на ці виклики, поєднання легкості, екологічності вихідного матеріалу та високої ефективності робить технологію NCO-2 привабливим напрямком для подальших досліджень.
