閱兵式上的化學密碼

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  10月1日上午,慶祝中華人民共和國成立70周年閱兵式在北京天安門廣場隆重舉行。沙場點兵,三軍將士昂首闊步,迷彩戰車隆隆前行,飛機編隊呼嘯而過……人民軍隊以威武的軍容,向世界展示了國家的軍事實力和軍事科技發展成果。閱兵式上,各類軍事裝備身披具有偽裝功能的“隱形戰衣”登臺亮相,成為一道威武的風景線。那么您知道這些“戰衣”的化學密碼嗎?讓我們一起了解一下吧。

  將士的“隱形戰衣”

  迷彩服是軍人的“第二層皮膚”,是軍人的戰袍和鎧甲,是軍隊和軍人形象的重要標志。本次閱兵式上,31個方隊的受閱官兵身著新型“星空”迷彩服亮相,吸引了大家的眼球。據了解,這套迷彩服花型顏色為全新設計,與以往相比迷彩圖案更加細碎,而且隨著地面光線的強弱變化,顏色也會產生細微的調整,隱蔽性、防偵測性能更好。

  目前,最新的迷彩服除了運用色彩變化形成保護色圖案外,還在色彩染料中加入了光致變色高分子材料等特殊的化學物質,使迷彩服反射的紅外光波與周圍景物反射的光波大致相同,不僅能迷惑敵人的肉眼偵察,還能使敵方現代化偵視儀器難以捕捉到,具有了一定的防紅外光偵察的偽裝效果。

  那么,光致變色高分子材料是怎么實現變色功能的呢?簡單來說,這種高分子材料在光或其他電磁波的作用下,化學結構會發生某些可逆性改動,從外觀上相應地發生色彩變化。光致變色高分子材料是個大家族,按反應性質可分為光異構化反應類,如對-二甲胺基偶氮苯等;光分化反應類,如雙-三苯基咪唑等;光氧化復原反應類,如硫紫類等。起初,這種材料主要應用于光信息存儲等高新技術領域,而后逐漸應用到了軍事、防偽等領域。加入光致變色高分子材料的迷彩服具有立體層次感、多色漸變、視錯覺等特征,能夠適應林地、荒漠、城市等多種地形或者具有多種地形特征混雜的作戰背景的偽裝需求。

  在實際作戰中,特種部隊的戰士不僅身穿迷彩服,臉上還要涂上偽裝油彩。這是因為,戰士在進行隱蔽時,容易因裸露的皮膚反射光線導致暴露,涂抹了軍用偽裝油彩后,膚色與周圍環境的主色相協調,從而躲過敵方的偵察。這種軍用偽裝油彩是用特殊的化學物質制成的,膏體細膩、穩定,不溶于水,對皮膚安全無毒無刺激,具有優異的涂展性、遮蓋力及附著性。而且,有的軍用油彩加入了特殊化學成分,在偽裝膚色的同時還具有防蚊蟲叮咬的效果,還有的軍用油彩中加入了特殊化學材料,能保護士兵避免被爆炸產生的高溫灼傷。

  戰車的“隱形戰衣”

  三軍將士要穿“隱形戰衣”,坦克、軍車等大型軍事裝備也要穿上“隱形戰衣”。這些軍事裝備噴涂了由特種化學材料制成的迷彩偽裝涂料后,能夠適應多種環境背景下的隱蔽需求。

  迷彩偽裝的主要目的是盡量減少軍事裝備與周圍背景在光學、熱紅外、雷達波等方面的特征差異,降低被發現的概率,使偵察儀器難以探測和分辨,是提高各種武器裝備的使用價值、進行自我保護的一種重要的軍事偽裝方法。一般來講,迷彩偽裝涂料要滿足顏色與背景一致、反射波譜與背景一致;無光或平光;耐候性、耐磨損性、耐化學品性好等功能要求。

  目前,我國多采用新式數碼迷彩偽裝涂料,其原料由基料、顏料和輔助材料組成。基料常用的有丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯,聚氯乙烯、聚氨酯等;顏料一般由氧化鎂、氧化鐵、氧化鋅等金屬氧化物,及煙黑、石墨、炭黑、鱗狀鋁粉等導電材料構成;輔助材料則是一些具有提高和改善涂層的物理機械性能、施工性能、表面狀態等的特殊材料。

  這種數碼迷彩涂料,結合數碼偽裝技術,進一步提升了偽裝顏色種類、色度坐標及可見光、近紅外亮度因數等方面的性能,不僅進一步提高了偽裝性能,而且涂料的化學性能和實用性能也大幅提高,具有防止毒劑滲透的作用,可以說代表了當今化學涂料領域的最高水平。

  戰機的“隱形戰衣”

  陸地上作戰的士兵和戰車需要偽裝,天空中翱翔的戰機同樣需要偽裝。戰機“隱形”的原理,主要是利用各種技術減弱雷達反射波、紅外輻射等信息,讓敵方的雷達及其他電子探測系統“視而不見”。

  確切來講,隱形戰機的“隱形”只是針對雷達及其他電子探測手段而言,并不是真的用肉眼看不見。在反雷達探測方面,隱形戰機主要采取防雷達偽裝涂料,這是一種能吸收電磁波的涂料,主要是采用摻合型導電涂料,即在膠粘劑中摻入經特殊處理的金屬氧化物如鐵氧體等。當雷達波與這種含有鐵氧體的化學涂料相遇時,通過磁、電、光及活化面積等化學性能的變化,加大磁損失,起到吸收波、透過波和使波偏振等作用,從而使戰機能逃離雷達波的跟蹤,達到隱身的目的。防雷達涂料除鐵氧體外,還有羰基鐵、金屬超細粉末、陶瓷、放射性同位素、導電高分子、席夫堿、稀土元素等吸波材料。

  反紅外探測本領是隱形戰機的另一種隱身功能。事實上,所有物體時時刻刻都在向外發出紅外輻射,且物體的溫度越高,其紅外輻射越強。紅外線探測儀就是根據紅外線的這種特征制成的。飛機的紅外輻射主要集中在發動機,隱形戰機在發動機的外部涂有超高密度的碳質吸波材料,既可以吸收雷達波,也可以控制發動機內部散發的熱量,從而逃脫紅外探測儀的搜索,使飛機隱遁于無形。

  戰艦的“隱形戰衣”

  空軍有隱形戰機,海軍也有隱形戰艦。隱形戰艦的出現略遲于隱形戰機,起初是將隱形戰機的隱身技術移植到軍艦形成的。隱形戰艦的隱身技術除與隱形戰機一樣要做雷達隱形與紅外隱形外,還要采取降噪減振方面的隱身技術。

  由于艦船本身存在著諸多振源,而且在航行過程中會被激發而產生強烈的振動,從而產生較大的噪聲。采用減振降噪技術降低艦艇噪聲,可以提高艦艇的隱蔽性和攻防能力。隱形戰艦的降噪隱身技術是通過控制戰艦的聲頻特性降低敵方聲納系統的探測距離和精度實現的。時下,各國海軍中服役的戰艦多采用柴油發動機,工作噪音大,很容易被敵方潛艇探測到。隱形戰艦為發動機設計了橡皮“外衣”,消除發動機的噪音,達到降噪隱形的目的。

  在減振隔振方面,以前多采用橡膠隔振器,但由于其隔振性能低、承載范圍窄等問題近年來逐漸被聚氨酯隔振器取代。利用聚氨酯材料優異的動靜力學性能和良好的耐環境性能,國際上開發了大量的艦船用聚氨酯材料,主要應用于減少艦船內設備振動和維護穩定性的隔振器產品。聚氨酯隔振器阻尼比小,大部分工況下隔振效果好,而且適應性強,無論是振動頻率、振幅還是疲勞次數影響均小于橡膠隔振器。消聲瓦方面,聚氨酯消聲瓦具有聲學結構的高分子材料,既可以吸收敵方主動聲納發出的探測聲波,又可抵制艇體噪聲向外傳播,減少被聲納探測到的概率。這些化學材料成為潛艇降噪減振的有效手段,大大提高了海軍裝備的隱蔽性、戰斗力和生存能力。

  這些形式各異的“隱形戰衣”,只是化學材料在軍事裝備應用方面的冰山一角。實際上,化學在軍事領域無處不在,黑火藥和炸藥的應用就是人類進入熱兵器時代的標志。如今,化學科學已經滲透到軍事的各個領域,可以說,整個軍事科技的發展都與化學密不可分。

關鍵字:閱兵式
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