隱身涂料市場規(guī)模將超8.34億,軍工涂料推動市場增長!
分類:行業(yè)資訊 來源: 發(fā)布時間:2023-02-17
隱形涂料是涂料家族的神秘一員。它并不是科幻作品中的“隱身”,而是軍事術語中指控制目標的可觀測性或控制目標特征信號的技巧和技術的結合。
特征信號是描述某種武 器系統(tǒng)易被探測的一組特征,包括電磁(主要是雷達)、紅外、可見光、聲、煙霧和尾跡等 6 種特征信號。因為據統(tǒng)計,空戰(zhàn)中飛機損失80~90%的原因是由于飛機被觀測。降低平臺特征信號,就降低了被探測、識別、跟蹤的概率,因而可以提高生存能力。降低平臺特征信號不僅僅是為了對付雷達探測,還包括降低被其它探測裝置發(fā)現(xiàn)的可能性。隱身是通過增加敵人探測、跟蹤、制導、控制和預測平臺或武 器在空間位置的難度,大幅度降低敵人獲取信息的準確性和完整性,降低敵人成功地運用各種武 器進行作戰(zhàn)的機會和能力,以達到提高己方生存能力而采取的各種措施。
隱身涂料的分類
隱身涂料按其功能可分為雷達隱身涂料、紅外隱身涂料、可見光隱身涂料、激光隱身涂料、聲納隱身涂料和多功能隱身涂料。隱身涂層要求具有:較寬溫度的化學穩(wěn)定性;較好的頻帶特性;面密度小,重量輕;粘結強度高,耐一定的溫度和不同環(huán)境變化。
1.雷達隱身涂料
雷達隱身材料是指能夠吸收衰減入射的電磁波,并通過吸收劑的介電振蕩、渦流以及磁致伸縮,將電磁能轉化成熱能而耗散掉或使電磁波因干擾而消失的一類材料。
雷達隱身涂料就要最大限度消除被雷達勘測到的可能性,雷達隱身技術的研究主要集中在結構設計和吸波材料兩個方面。目前,應用于飛機吸波涂料比較多,如鐵氧體吸波涂料價格低廉;羰基鐵吸波涂料吸收能力強,但面密度大;陶瓷吸波涂料密度較低;放射性同位素吸波涂料涂層薄且輕、能承受高速空氣動力等優(yōu)點,是飛機用理想的吸波涂料;導電高分子吸波涂料涂層薄且易維護等。還有成為隱身涂料新亮點的納米吸波涂料,以覆蓋電磁波、微波和紅外,并能增強腐蝕防護能力,耐候性好,涂裝性能優(yōu)異。
2.紅外隱身涂料
紅外隱身的目的是降低或改變目標的紅外輻射特征從而實現(xiàn)目標的低可探測性。通過改進結構設計和應用紅外物理原理來衰減、吸收目標的紅外輻射能量,可使紅外探測設備難以探測到目標。
材料的紅外輻射特性決定于材料的溫度和發(fā)射率。紅外隱身材料也可相應分為兩類:控制發(fā)射率的材料和控制溫度的材料。
紅外隱身涂層具有低發(fā)射率,高反射率,在紅外線輻射頻段才有良好的隱身效果。
紅外隱身涂料的構成一般由填料和黏結劑兩部分組成。目前用于熱紅外隱身涂料配方中的填料大致分為如下幾類:金屬填料、著色填料、半導體填料等。
黏結劑分為有機和無機兩大類,其中以有機黏結劑種類最多,目前可用于紅外隱身涂層的黏結劑有氯化聚苯乙烯、丁基橡膠等。從發(fā)展趨勢看,實用性能較大的是以聚乙烯為基本結構的改型聚合物。
紅外隱身涂料工藝簡單,施工方便,堅固耐用,成本低廉,是目前隱身涂料中最重要的品種。它是指用于減弱武 器系統(tǒng)紅外特征的信號已達到隱身技術要求的特殊功能涂料,其主要針對紅外熱像儀的偵查,旨在降低飛機在紅外波段的亮度,掩飾或變形裝備在紅外熱像儀中的形狀,降低其被發(fā)現(xiàn)和識別的概率。紅外隱身涂料的主體樹脂是單組分橡膠樹脂,其與過氯乙烯涂料、環(huán)氧鐵紅底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。
3.激光隱身涂料
20世紀80年代以來,隱身技術特別是雷達和紅外隱身技術的發(fā)展已經達到了一個很高的水平。如美國研制開發(fā)的低可探測飛機(Low ObservableAircraft)F-117隱身攻擊機,B-2隱身轟炸機在雷達隱身和紅外隱身方面已經做得非常好了。但是隨著激光技術的飛速發(fā)展,激光技術在武 器裝備等方面的應用日益增多。
激光隱身過程與雷達隱身過程相類似,主要是降低目標表面的反射系數,減小激光探測器的回波功率,降低激光探測器的性能,使敵方不能或難以進行激光探測,以達到激光隱身的目的。從微觀能量上看,物質對激光的吸收過程是物質與電磁波的作用過程,在此過程中,光子的能量轉化為電子的動能、勢能,或分子(原子)的振動能和轉動能。
實現(xiàn)激光隱身技術的途徑主要有外形技術和材料技術,其中外形技術是通過目標的非常規(guī)外形設計降低其雷達散射截面(LRCS);而材料技術是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂層使其對激光的吸收率大,反射率小,以達到隱身的目的。因為外形設計只能散射30%左右的雷達波,且很難找到LRCS與氣動力學俱佳的外形,因此要徹底解決隱身問題,還是要靠隱身材料來實現(xiàn)。
激光隱身材料主要包括激光吸收材料、導光材料、透射材料三大類型。其中透射材料是讓激光透過目標表面而無反射。從原理上,透光材料后應有激光光束終止介質,否則仍有反射或散射激光存在。導光材料是使入射到目標表面的激光能夠通過某些渠道傳輸到其它方向去,以減少直接反射回波。這兩種隱身功能材料作為激光隱身材料,實現(xiàn)難度較大。
隨著多波段探測和制導技術的不斷發(fā)展,隱身技術對涂料的要求除了紅外與雷達外,還應包括涂料的可見光性、激光波吸收性能等。因此,探索新技術、新方法、積極開展新的隱身機理和新型多功能隱身材料的研究,特別是新型涂敷行多功能、多頻譜兼容的隱身材料是新的研究熱點和難點。
4.可見光隱身涂料
可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術,彌補了雷達隱身和紅外隱身的不足,它針對人的目視、照相、攝像等觀測手段而采取的隱身技術,其目的是降低飛機本身的目標特征,較少目標與背景之間的亮度、色度和運動的對比特征,達到對目標視覺信號的控制,以降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標的概率??梢姽怆[身涂料通常采用迷彩的方法使飛機隱身,如保護迷彩、仿造迷彩、變形迷彩。一種可見光隱身是偽裝遮障,遮障可模擬背景的電磁波輻射特性,使目標得以遮蔽并與背景相融合,是固定目標和運動目標停留時最主要手段,而迷彩涂料是這種技術應用的重要組成??偠灾?,可見光隱身涂料應用廣泛,使用方便、經濟,是飛機隱身涂料發(fā)展中比較成熟的技術。
市場規(guī)模將超8.34億
據統(tǒng)計,2017年全球隱身材料在武 器裝備中的應用市場規(guī)模大約在1.3億美元。到2025年,這一規(guī)模有望達到11.7億美元左右,年均復合增長率在30%以上。而隱形涂料市場規(guī)模到2026年預計將超過8.34億美元。
有調查顯示,當前全球在包括汽車,航空航天和智能手機等在內的各種應用中,對隱形涂料的需求正在迅速增長。預計在2020年至2026年期間,航空航天和國防產品產品的消費量將增加,這將進一步提高隱形涂料的市場份額。
環(huán)氧隱形涂料、聚氨酯隱身涂料推動市場增長
環(huán)氧隱身涂料的優(yōu)勢包括成本效益,高耐用性,優(yōu)異的耐腐蝕和耐化學性以及較高的熱變形溫度,因此它們日益普及。這些涂層也比其他任何隱形涂層都具有更好的耐刮擦性和抗沖擊性。環(huán)氧隱身涂料廣泛用于航空,電子產品和汽車等行業(yè)。
環(huán)氧隱形涂料由于具有增強的耐久性和低成本而被廣泛用于航空航天工業(yè)。因此,航空航天業(yè)將推動隱形涂料市場需求。
此外,未來幾年,聚氨酯隱身涂料領域預計將以6.6%的復合年增長率增長。聚氨酯涂料對所有基材均具有出色的附著力,并具有出色的性能,例如韌性和耐化學性。聚氨酯隱形涂料在汽車中防止紫外線輻射的應用不斷增加,將進一步推動整個隱形涂料市場的增長。
隱身涂料在我國的發(fā)展趨勢
1.國防支出比例持續(xù)擴大,帶動軍用裝備投入加大
目前我國地緣政治形勢趨于復雜,國防支出持續(xù)提升。從國際局勢看,地緣政治形勢正趨于復雜,為維護國家安全,加大軍費開支來增強軍事威懾將成為必要選擇之一。我國軍工行業(yè)主要資金來源是軍費,軍費支出規(guī)模決定著國防工業(yè)的發(fā)展進度。
當前,我國已躋身全球軍費開支第二大國,2017年突破一萬億元大關,2021年達1.38萬億,不過美國國防支出為我國的3.5倍,我國國防支出在GDP比重僅為2%,距離俄羅斯4%、美國3%、印度2.5%仍有差距。我國正力爭到2035年基本實現(xiàn)國防和軍隊現(xiàn)代化,到本世紀中葉全面建成世界一流軍隊。我國國防支出里裝備費占比已從2010年的33%提升至2017年的41%,近年來實戰(zhàn)訓練的增加更是增加了國防裝備的采購和維護需求
頂層政策強調富國與強軍的統(tǒng)一,國際政治局勢趨緊背景下裝備需求存在一定上升空間。2020年10月下旬,中國共產黨第十九屆中央委員會第五次全體會議公報發(fā)布。全會提出,加快國防和軍隊現(xiàn)代化,實現(xiàn)富國和強軍相統(tǒng)一......2020 年11月3日,《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標的建議》發(fā)布,要求加快機械化、信息化和智能化融合發(fā)展;提高捍衛(wèi)國家主權、安全、發(fā)展利益的戰(zhàn)略能力,確保2027年實現(xiàn)建軍百年奮斗目標;加快武 器裝備現(xiàn)代化,聚力國防科技自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新,加速戰(zhàn)略性前沿性顛覆性技術發(fā)展,加速武 器裝備升級換代和智能化武 器裝備發(fā)展;到2035年“關鍵核心技術實現(xiàn)重大突破”;促進國防實力和經濟實力同步提升。
國家出臺政策支持特種功能材料,隱身材料厚積薄發(fā)景氣向好。較之國外,我國雖然對于隱身材料的研發(fā)起步較晚,但新型武器裝備的批產及政策的支持。以及航空航天和國防產品的發(fā)展都將進一步打開隱身材料市場空間,拉動隱身涂料的需求。
2. 軍工技術民用化,開辟了隱身材料收入新增長點
隱身材料在海外民用的產品譜系、品類眾多。發(fā)達國家隱身材料發(fā)展較為成熟,大型民用隱身材料企業(yè)以英國的Laird為代表,其隱身吸波材料廣泛應用于汽車、醫(yī)療、通信、建筑等行業(yè);以美國為代表,已經形成了如萊爾德、康明微博、ARC 技術等具有一定技術的隱身材料公司。國外常規(guī)化吸波涂料、吸波貼片已經形成系列化、商品化,廣泛應用于各種民用領域,可以滿足絕大部分行業(yè)需求。
相較于國外,國內方面商業(yè)化進程仍處于發(fā)展初期,目前開展研究的包括各大軍工集團下屬研究院以 及各大高校等,由于隱身材料本身技術路線多樣、保密嚴格等原因,目前公開的隱身材料公司并不多,主要公司有華秦科技、光啟技術以及佳馳科技等。
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