本报记者 华 凌

    战略性新兴材料的出现和应用为国防安全提供了有力保障。有人称，将新材料注入到海、陆、空的军队装备之中，如同“幕后推手”刷新了战争规则。那么，它们是如何“亮大招”的呢？就相关话题，科技日报记者近日专访了全国特种合成纤维信息中心主任、北京新材料技术协会名誉会长、国家级有突出贡献专家罗益锋。

    陆军：轻装蓄载超强战斗力

    “地面部队车辆轻量化、远程化和节能，以及综合运载能力等，是陆军为之努力提升的目标。”罗益锋首先指出。

    他说，不同的运载对象，将采用不同的新材料。对于运送部队来说，车辆的轻量化、安全性和隐蔽性至关重要；对于运载战略导弹等庞大的武器系统而言，要求运载工具的平台除了具有足够的运载能力外，还要有抗冲击、耐高低温、阻燃和隐身等特性。其轮胎可采用芳纶等作为骨架材料，取代通用的钢丝胎。

    同时，可采用中国独有的发明专利“中空微纳米陶瓷粉体”掺入轮胎的橡胶中，全面提升轮胎的抗冲击、耐磨、阻燃和耐高低温等特性，而且可进一步实现轻量化和降低成本。

    对军用车辆来说，提高安全性和延长续驶距离相当关键。未来的军车可采用新型动力电池，如媒体报道的石墨烯电池，在研发阶段就可实现充电8—10分钟，可跑1000公里；还有固体钒动力电池，车辆跑1000公里，这种电池体积只有78立升，质量仅176公斤左右，而采用现在最先进的锂离子电池达到同样的里程，体积需要1340立升，且质量为1080公斤，而且更换钒粉的时间只需三五分钟，就可以继续行驶。这对部队战车的现代化至关重要。

    罗益锋强调，有一种超高性能碳纤维，其强度和模量比T1000碳纤维提高10倍，改变了过去碳纤维的脆性缺点，当其复合材料用作坦克和装甲车的结构材料时，防穿甲弹能力可提高6倍。

    海军：潜艇变身静隐“黑鱼”

    为应对日益复杂的濒海作战环境，许多军事强国不断强化材料的综合性能，以提升舰船、潜艇的作战和防御能力。

    罗益锋介绍，目前航母正向大型化方向发展，如美国新一代10万吨级福特号航母，大量使用各种新材料、新型武器装备和电子系统。它可装载更多的舰载机，因此其夹板和船体需采用特种钢材、复合钢板等新材料，达到防弹、抗冲击、阻燃、耐高低温和耐磨等综合要求。

    对潜艇而言，所用结构材料，既要耐深海的水压，又要防海底声呐、鱼雷、水雷及反潜武器的攻击，又要尽可能轻量化、节能。因此，美国的先进试验潜艇在特种钢制艇身的表面，先缠绕轻量而又防弹的超高分子量聚乙烯纤维预浸料，再用碳纤维缠绕包裹。

    为了让潜艇能长期潜伏海底，其动力系统都使用核动力，那么，其发动机叶片和壳体要求耐高温、抗辐射的碳化硅纤维等复合材料。士兵的军服也需要防辐射的面料。

    而为了不被雷达反射和探测到，潜艇就得如同一条安静又隐蔽的“黑鱼”，这需要采用特殊的隐身涂层。我国研究人员成功研发了一种类似变色龙的陶瓷型材料，能够巧妙地处理与之发生接触的声波。这就意味着，负责分析潜艇声波图的声呐操作员，会误以为目标潜艇是一条鲨鱼，或是庞大的鱼群，甚至是友方潜艇。

    为了提高军船耐海水腐蚀，航母、舰队及潜艇都须采用重防腐涂料。若采用添加石墨烯、碳纳米管及纳米氧化锆等涂料，造价昂贵，而选择中空微纳米陶瓷粉体也可达到上述目的，因为其自身可耐高温达1500℃，耐低温和保温性也良好。当两只船相遇擦边时，耐划伤性优良。更重要的是，这种涂料可以避免船体附着贝壳类等海上生物。

    空军：战斗机隐身防弹样样行

    “现在的空军，作为性能优良的战斗机、歼击机，要兼备攻击型和防御性。在空中格斗，上下翻滚，要做到机动性强、轻量化、远程化，还要具有隐身、防弹和屏蔽电磁波的性能。”罗益锋说。

    他说，为了达此目的，军用飞机上采用的碳纤维复合材料越来越多，例如，美国的F16、F12、F35这些数字代表碳纤维复合材料在军机身上所占的大体比例，碳纤维用量越大，就越轻质高强，可实现远程化、机动化和节能等。军用无人机、侦察机等也是采用碳纤维复合材料。并且，动力系统的发动机周边要采用耐高温氧化性的碳化硅纤维复合材料，而它的喷气口需用耐高温烧蚀材料。

    与此同时，其机身外表为达到隐身目的，采用超材料或特殊的吸波及透波涂料。

    他指出，在信息化战争条件下，为防止敌方破坏卫星指挥系统，可在距离地面20万—40万米高的平流层，用“空中飞龙”或飞艇代替卫星进行数据传输、卫星定位、侦察等，在作战情况下，还可携带武器攻击敌方的军事设施，而在和平时期，可以定点投放救灾物资。当然，对它的膜材料要求非常高，首先要气密性好，防止里面比空气还轻的氦气散逸。其次要耐高低温差，从白天50℃到晚上-60℃，其热膨胀系数要非常小，而其骨架采取碳纤维复合材料，确保这些飞艇有足够的驻空时间和携带足够多的仪器装备，而且，可通过遥控返回地面。