隐身涂料市场规模将超8.34亿,军工涂料推动市场增长!
分类:行业资讯 来源: 发布时间:2023-02-17
隐形涂料是涂料家族的神秘一员。它并不是科幻作品中的“隐身”,而是军事术语中指控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。
特征信号是描述某种武 器系统易被探测的一组特征,包括电磁(主要是雷达)、红外、可见光、声、烟雾和尾迹等 6 种特征信号。因为据统计,空战中飞机损失80~90%的原因是由于飞机被观测。降低平台特征信号,就降低了被探测、识别、跟踪的概率,因而可以提高生存能力。降低平台特征信号不仅仅是为了对付雷达探测,还包括降低被其它探测装置发现的可能性。隐身是通过增加敌人探测、跟踪、制导、控制和预测平台或武 器在空间位置的难度,大幅度降低敌人获取信息的准确性和完整性,降低敌人成功地运用各种武 器进行作战的机会和能力,以达到提高己方生存能力而采取的各种措施。
隐身涂料的分类
隐身涂料按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。隐身涂层要求具有:较宽温度的化学稳定性;较好的频带特性;面密度小,重量轻;粘结强度高,耐一定的温度和不同环境变化。
1.雷达隐身涂料
雷达隐身材料是指能够吸收衰减入射的电磁波,并通过吸收剂的介电振荡、涡流以及磁致伸缩,将电磁能转化成热能而耗散掉或使电磁波因干扰而消失的一类材料。
雷达隐身涂料就要最大限度消除被雷达勘测到的可能性,雷达隐身技术的研究主要集中在结构设计和吸波材料两个方面。目前,应用于飞机吸波涂料比较多,如铁氧体吸波涂料价格低廉;羰基铁吸波涂料吸收能力强,但面密度大;陶瓷吸波涂料密度较低;放射性同位素吸波涂料涂层薄且轻、能承受高速空气动力等优点,是飞机用理想的吸波涂料;导电高分子吸波涂料涂层薄且易维护等。还有成为隐身涂料新亮点的纳米吸波涂料,以覆盖电磁波、微波和红外,并能增强腐蚀防护能力,耐候性好,涂装性能优异。
2.红外隐身涂料
红外隐身的目的是降低或改变目标的红外辐射特征从而实现目标的低可探测性。通过改进结构设计和应用红外物理原理来衰减、吸收目标的红外辐射能量,可使红外探测设备难以探测到目标。
材料的红外辐射特性决定于材料的温度和发射率。红外隐身材料也可相应分为两类:控制发射率的材料和控制温度的材料。
红外隐身涂层具有低发射率,高反射率,在红外线辐射频段才有良好的隐身效果。
红外隐身涂料的构成一般由填料和黏结剂两部分组成。目前用于热红外隐身涂料配方中的填料大致分为如下几类:金属填料、着色填料、半导体填料等。
黏结剂分为有机和无机两大类,其中以有机黏结剂种类最多,目前可用于红外隐身涂层的黏结剂有氯化聚苯乙烯、丁基橡胶等。从发展趋势看,实用性能较大的是以聚乙烯为基本结构的改型聚合物。
红外隐身涂料工艺简单,施工方便,坚固耐用,成本低廉,是目前隐身涂料中最重要的品种。它是指用于减弱武 器系统红外特征的信号已达到隐身技术要求的特殊功能涂料,其主要针对红外热像仪的侦查,旨在降低飞机在红外波段的亮度,掩饰或变形装备在红外热像仪中的形状,降低其被发现和识别的概率。红外隐身涂料的主体树脂是单组分橡胶树脂,其与过氯乙烯涂料、环氧铁红底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。
3.激光隐身涂料
20世纪80年代以来,隐身技术特别是雷达和红外隐身技术的发展已经达到了一个很高的水平。如美国研制开发的低可探测飞机(Low ObservableAircraft)F-117隐身攻击机,B-2隐身轰炸机在雷达隐身和红外隐身方面已经做得非常好了。但是随着激光技术的飞速发展,激光技术在武 器装备等方面的应用日益增多。
激光隐身过程与雷达隐身过程相类似,主要是降低目标表面的反射系数,减小激光探测器的回波功率,降低激光探测器的性能,使敌方不能或难以进行激光探测,以达到激光隐身的目的。从微观能量上看,物质对激光的吸收过程是物质与电磁波的作用过程,在此过程中,光子的能量转化为电子的动能、势能,或分子(原子)的振动能和转动能。
实现激光隐身技术的途径主要有外形技术和材料技术,其中外形技术是通过目标的非常规外形设计降低其雷达散射截面(LRCS);而材料技术是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂层使其对激光的吸收率大,反射率小,以达到隐身的目的。因为外形设计只能散射30%左右的雷达波,且很难找到LRCS与气动力学俱佳的外形,因此要彻底解决隐身问题,还是要靠隐身材料来实现。
激光隐身材料主要包括激光吸收材料、导光材料、透射材料三大类型。其中透射材料是让激光透过目标表面而无反射。从原理上,透光材料后应有激光光束终止介质,否则仍有反射或散射激光存在。导光材料是使入射到目标表面的激光能够通过某些渠道传输到其它方向去,以减少直接反射回波。这两种隐身功能材料作为激光隐身材料,实现难度较大。
随着多波段探测和制导技术的不断发展,隐身技术对涂料的要求除了红外与雷达外,还应包括涂料的可见光性、激光波吸收性能等。因此,探索新技术、新方法、积极开展新的隐身机理和新型多功能隐身材料的研究,特别是新型涂敷行多功能、多频谱兼容的隐身材料是新的研究热点和难点。
4.可见光隐身涂料
可见光隐身涂料又称视频隐身技术,弥补了雷达隐身和红外隐身的不足,它针对人的目视、照相、摄像等观测手段而采取的隐身技术,其目的是降低飞机本身的目标特征,较少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征,达到对目标视觉信号的控制,以降低可见光探测系统发现目标的概率。可见光隐身涂料通常采用迷彩的方法使飞机隐身,如保护迷彩、仿造迷彩、变形迷彩。一种可见光隐身是伪装遮障,遮障可模拟背景的电磁波辐射特性,使目标得以遮蔽并与背景相融合,是固定目标和运动目标停留时最主要手段,而迷彩涂料是这种技术应用的重要组成。总而言之,可见光隐身涂料应用广泛,使用方便、经济,是飞机隐身涂料发展中比较成熟的技术。
市场规模将超8.34亿
据统计,2017年全球隐身材料在武 器装备中的应用市场规模大约在1.3亿美元。到2025年,这一规模有望达到11.7亿美元左右,年均复合增长率在30%以上。而隐形涂料市场规模到2026年预计将超过8.34亿美元。
有调查显示,当前全球在包括汽车,航空航天和智能手机等在内的各种应用中,对隐形涂料的需求正在迅速增长。预计在2020年至2026年期间,航空航天和国防产品产品的消费量将增加,这将进一步提高隐形涂料的市场份额。
环氧隐形涂料、聚氨酯隐身涂料推动市场增长
环氧隐身涂料的优势包括成本效益,高耐用性,优异的耐腐蚀和耐化学性以及较高的热变形温度,因此它们日益普及。这些涂层也比其他任何隐形涂层都具有更好的耐刮擦性和抗冲击性。环氧隐身涂料广泛用于航空,电子产品和汽车等行业。
环氧隐形涂料由于具有增强的耐久性和低成本而被广泛用于航空航天工业。因此,航空航天业将推动隐形涂料市场需求。
此外,未来几年,聚氨酯隐身涂料领域预计将以6.6%的复合年增长率增长。聚氨酯涂料对所有基材均具有出色的附着力,并具有出色的性能,例如韧性和耐化学性。聚氨酯隐形涂料在汽车中防止紫外线辐射的应用不断增加,将进一步推动整个隐形涂料市场的增长。
隐身涂料在我国的发展趋势
1.国防支出比例持续扩大,带动军用装备投入加大
目前我国地缘政治形势趋于复杂,国防支出持续提升。从国际局势看,地缘政治形势正趋于复杂,为维护国家安全,加大军费开支来增强军事威慑将成为必要选择之一。我国军工行业主要资金来源是军费,军费支出规模决定着国防工业的发展进度。
当前,我国已跻身全球军费开支第二大国,2017年突破一万亿元大关,2021年达1.38万亿,不过美国国防支出为我国的3.5倍,我国国防支出在GDP比重仅为2%,距离俄罗斯4%、美国3%、印度2.5%仍有差距。我国正力争到2035年基本实现国防和军队现代化,到本世纪中叶全面建成世界一流军队。我国国防支出里装备费占比已从2010年的33%提升至2017年的41%,近年来实战训练的增加更是增加了国防装备的采购和维护需求
顶层政策强调富国与强军的统一,国际政治局势趋紧背景下装备需求存在一定上升空间。2020年10月下旬,中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议公报发布。全会提出,加快国防和军队现代化,实现富国和强军相统一......2020 年11月3日,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》发布,要求加快机械化、信息化和智能化融合发展;提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保2027年实现建军百年奋斗目标;加快武 器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展,加速武 器装备升级换代和智能化武 器装备发展;到2035年“关键核心技术实现重大突破”;促进国防实力和经济实力同步提升。
国家出台政策支持特种功能材料,隐身材料厚积薄发景气向好。较之国外,我国虽然对于隐身材料的研发起步较晚,但新型武器装备的批产及政策的支持。以及航空航天和国防产品的发展都将进一步打开隐身材料市场空间,拉动隐身涂料的需求。
2. 军工技术民用化,开辟了隐身材料收入新增长点
隐身材料在海外民用的产品谱系、品类众多。发达国家隐身材料发展较为成熟,大型民用隐身材料企业以英国的Laird为代表,其隐身吸波材料广泛应用于汽车、医疗、通信、建筑等行业;以美国为代表,已经形成了如莱尔德、康明微博、ARC 技术等具有一定技术的隐身材料公司。国外常规化吸波涂料、吸波贴片已经形成系列化、商品化,广泛应用于各种民用领域,可以满足绝大部分行业需求。
相较于国外,国内方面商业化进程仍处于发展初期,目前开展研究的包括各大军工集团下属研究院以 及各大高校等,由于隐身材料本身技术路线多样、保密严格等原因,目前公开的隐身材料公司并不多,主要公司有华秦科技、光启技术以及佳驰科技等。
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