■軍事科技與國(guó)家安全

　　諸如美國(guó)動(dòng)作電影《特種部隊(duì)：眼鏡蛇的崛起》里面使用的隱身衣或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)。但這次不是個(gè)人穿的隱身衣，而是通過(guò)采用智能材料為戰(zhàn)鷹披上新衣。這種新裝不僅可以有效降低戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)反射面積，起到很好的隱身效果，而且可以對(duì)機(jī)體及外部環(huán)境的各種狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)感知，就如同戰(zhàn)鷹的“皮膚”一般。

　　據(jù)媒體報(bào)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局和美國(guó)空軍聯(lián)合支持的“系統(tǒng)研發(fā)型飛行器”項(xiàng)目在智能材料上獲得了重大進(jìn)展。這種利用超材料設(shè)計(jì)的技術(shù)就是智能蒙皮（Smart Skin）。利用智能蒙皮技術(shù)，可以通過(guò)共性設(shè)計(jì)有效減少飛機(jī)的天線尺寸，并可以采用低成本的新型材料提高飛機(jī)的隱身和氣動(dòng)外形效果，對(duì)縮減飛機(jī)性能起到了重要作用。

　　智能材料極大改善戰(zhàn)鷹性能

　　智能蒙皮通過(guò)將各類傳感器和芯片高度集成在蒙皮內(nèi)部，從而形成了機(jī)體對(duì)自身感知的復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以將采集到的各類信息實(shí)時(shí)傳輸給飛機(jī)的“大腦”——飛行控制計(jì)算機(jī)，從而有效提高戰(zhàn)機(jī)對(duì)各類信息的整合處理能力。

　　1985年，美國(guó)空軍首次提出了“智能蒙皮”技術(shù)。與此同時(shí)，上個(gè)世紀(jì)80年代末，法國(guó)也開始研發(fā)一種“智能蒙皮”天線系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由法國(guó)國(guó)家航空空間研究院牽頭組織，主要方向是將雷達(dá)天線集成在飛機(jī)的蒙皮系統(tǒng)內(nèi)部。

　　由美國(guó)諾斯羅普公司和TRW公司聯(lián)合研制的“智能蒙皮”新型天線，采用了將不同種類復(fù)合材料壓制成薄片技術(shù)，從而使其與標(biāo)準(zhǔn)天線相比通信距離提高了5倍以上。這種新型天線全部嵌套在飛行器表面，可以有效減少飛機(jī)飛行重量和阻力，同時(shí)降低雷達(dá)反射面積。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局制定了無(wú)線電頻率“多功能機(jī)構(gòu)孔徑”計(jì)劃，將推動(dòng)智能蒙皮天線技術(shù)持續(xù)發(fā)展。

　　智能蒙皮具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)：由于采用了光纖技術(shù)和傳感器技術(shù)代替普通電纜連接，節(jié)省了大量的飛機(jī)內(nèi)部空間，減輕了飛機(jī)重量，簡(jiǎn)化了飛機(jī)設(shè)計(jì)方案；智能蒙皮可以有效提高飛機(jī)對(duì)自身狀態(tài)的感知能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)內(nèi)外部的實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)估，因而極大地提高了飛機(jī)的可靠性和可用性；智能蒙皮還可以極大提高未來(lái)飛機(jī)的隱身能力，將有效提高飛機(jī)的生存能力。

　　光纖智能蒙皮得到迅速發(fā)展

　　未來(lái)智能蒙皮技術(shù)將更多地應(yīng)用于航天器和飛機(jī)上，光纖傳感器在其中也發(fā)揮著日益重要的作用。內(nèi)部集成了光纖傳感裝置用于檢測(cè)溫度、聲光、核輻射及其它物理量的結(jié)構(gòu)就是光纖智能蒙皮。自1979年美國(guó)國(guó)家航天局首次把光纖埋入聚合物材料中開始，光纖智能蒙皮就得到飛速發(fā)展。

　　光纖智能蒙皮采用分布式光纖傳感技術(shù)作為傳感網(wǎng)絡(luò)，可將數(shù)根小巧輕便的光纖置入飛行器的蒙皮中，利用環(huán)境溫度、壓力等待測(cè)量對(duì)光纖中傳輸光進(jìn)行調(diào)制的原理工作。通過(guò)飛行控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并解調(diào)光纖中的傳輸光，就可以得知光纖周圍任一點(diǎn)的待測(cè)量情況。

　　光纖智能蒙皮還可以有效減輕飛機(jī)的重量和雷達(dá)散射面積，提高其小型化和簡(jiǎn)單化水平。使用普通蒙皮時(shí)，當(dāng)需要在飛機(jī)上加裝天線和傳感器時(shí)，就需要進(jìn)行鑿孔而破壞機(jī)體結(jié)構(gòu)，從而造成氣動(dòng)力、費(fèi)用等一系列損失。光纖智能蒙皮技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳感器的智能化集成，使飛機(jī)的設(shè)計(jì)和升級(jí)更為簡(jiǎn)便。一體化的智能蒙皮技術(shù)可以大面積覆蓋飛機(jī)的外部特征，避免了各類平臺(tái)和天線的外露突出，從而降低了飛機(jī)的雷達(dá)散射面積，提高其隱身性能。

　　除了應(yīng)用在飛機(jī)上，美國(guó)海軍也在研究將光纖智能蒙皮應(yīng)用于艦船表層的電磁隱身問(wèn)題，從而提高艦船和潛艇的隱身性能。美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御局也計(jì)劃將光纖傳感器構(gòu)成的智能蒙皮集成進(jìn)導(dǎo)彈天基防御系統(tǒng)中，從而對(duì)敵方威脅做出精確判斷。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入，應(yīng)用前景更加寬廣

　　從廣義上將，智能蒙皮系統(tǒng)也屬于傳感器網(wǎng)絡(luò)，隨著軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，未來(lái)不同戰(zhàn)機(jī)上的智能蒙皮也可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，從而使智能蒙皮的應(yīng)用前景更加寬廣。法國(guó)軍備總局就計(jì)劃將智能蒙皮用于高空和長(zhǎng)續(xù)航無(wú)人機(jī)項(xiàng)目以及A-400M預(yù)警機(jī)遠(yuǎn)距離監(jiān)視天線。

　　當(dāng)然，智能蒙皮技術(shù)要得到實(shí)現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，仍然需要攻克很多技術(shù)難關(guān)。智能蒙皮的主體材料需要采用質(zhì)量輕、高強(qiáng)度并且耐高溫的新型復(fù)合材料，目前大部分聚合物復(fù)合材料尚處于試驗(yàn)階段。此外，將傳感器陣列和光纖傳輸系統(tǒng)集成到薄薄的蒙皮材料中也是一道技術(shù)難關(guān)。智能蒙皮材料的研制除了需要考慮材料學(xué)、電子技術(shù)和微波技術(shù)外，還需要高性能的高溫超導(dǎo)材料、信號(hào)處理與分布控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與仿生學(xué)研究，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的大量投入，智能蒙皮技術(shù)一定可以在未來(lái)科技和軍事應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

　?。ū緳谀坑煽萍既?qǐng)?bào)軍事部與國(guó)防科技大學(xué)國(guó)際問(wèn)題研究中心聯(lián)合主辦）