隐身材料的未来发展趋势必然是围绕传统探测器和即将发展起来的新型探测器展开

我国国防科技工业为研制、生产武器装备（包括系统、整机、零部件等）科研生产活动的主要工业行业及配套行业。

根据中研网《2023-2028年中国隐身材料行业发展预测与投资研究咨询报告》分析，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。随着国民经济快速增长，我国国防支出也进入持续快速增长阶段。2021年两会期间，我国公布了2021年国防预算。2021年全国财政安排国防支出预算13,795.44亿元（其中：中央本级安排13,553.43亿元），比2020年预算执行数增长6.8%。增加的国防费主要用于以下几个方面：一是按照军队建设“十四五”规划布局，保障重大工程和重点项目启动实施；二是加速武器装备升级换代，推进武器装备现代化建设；三是加快推进军事训练转型，构建新型军事人才培养体系，改进和完善训练保障条件；四是与国家经济社会发展水平相适应，改善官兵生活福利待遇，服务军队基层建设。从规模以及发展速率来看，我国已跻身全球军费开支第二大国，并且在2017年突破一万亿元大关。

尽管如此，与美国相比，我国在军事方面的支出仍相差较大。2020年11月，美国众议院通过2021财年国防授权法案，2021财年美国国防支出为7,405亿美元，约合我国国防支出预算的3.5倍，远超其他国家。根据斯德哥尔摩国际和平研究所公布的2019年度国防支出占GDP比重数据，我国与其他主要国家相比也仍存在一定差距。我国国防开支与维护国家主权、安全、发展利益的保障需求相比，与履行大国国际责任义务的保障需求相比，与自身建设发展的保障需求相比，还有较大差距。

图：主要国家国防支出占GDP比

数据来源：SIPRI

在高速发展40年后，随着中美经济体量的日益拉近，改革开放以来和平稳定发展的外部环境正受到重大挑战，中国面临严峻复杂的政治经济环境，未来我国国防支出仍将保持稳定增长态势。根据党的十九大报告，确保到2020年基本实现机械化，信息化建设取得重大进展，力争到2035年基本实现国防和军队现代化，到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队。因此从长期看，我国国防开支将与国家经济发展水平相协调，继续保持适度稳定增长。

行业特点

（1）客户集中度相对较高且以军工集团下属单位为主

国防科技工业产业链自下而上大致可分为军方、主机厂、零部件、材料供应商，相互之间的业务层级明确，从下游往上游依次传递产品需求，从上游至下游依次交付合格产品。在我国现行国防工业体系下，各大军工集团占有支配性地位且专注于各自领域，整机一般由军工集团及下属单位负责。我国民营军工企业一般多为军品配套供应商，客户一般为军工集团下属单位且集中度较高。

（2）产品研发难度大，研制周期长，定型后较难更换

军品的研制需经过产品要求评审、方案设计、工艺评审、试制、设计验证、试用评审、状态鉴定等阶段，从配套模块、组件到整机各层级的研发也遵循上述流程，研发周期较长，对供应商的研发能力要求较高。在产品随整机鉴定定型后，由于已经过了周密的验证过程，供应商相关配套产品即纳入军工企业的采购清单，在后续的装备生产过程中，原则上不会轻易更换供应商，形成较强的市场壁垒。如果已配套于客户定型项目的产品生产过程中需要更换相关部件，则需要逐级履行严格的报批、验证程序，经批准后才可更换。

（3）上下游之间易形成稳定的合作关系

军工行业资质、技术壁垒较高，且基于稳定性、可靠性、保障性等考虑，军工产品一般均由原研制、定型厂家保障后续生产供应。通过后续的生产供应过程中，定型厂家可以保持与下游客户的密切接触，积极与客户进行技术交流，参与下游客户的新产品研发，更容易形成稳定的合作关系。

（4）研制阶段零星定制，定型后批量采购

在型号项目的研制阶段，客户采购产品主要用于鉴定、试验、试车，需求量较小，因此该阶段采购具有零星定制的特点。产品进入定型状态后，军方按计划采购军事装备以部署列装部队，采购规模将逐步扩大，军品配套供应商的相关产品在定型批产后，收入增速明显。

（5）周期性、区域性及季节性特征

我国军费逐年稳定增长，军方按照军费开支计划进行武器装备采购，行业整体不具有周期性的特点，但是军方对不同装备的年度采购计划会有波动，使军品订单具有一定的波动性。军工集团下属单位的地域分布情况使行业内企业具有一定的区域性。民营军工配套生产企业的军品生产一般不会受到季节性影响，但由于产品主要面向军工客户，下游客户一般在年初制定生产计划，根据产品计划安排和交付进度，合同签订及验收结算等往往集中在下半年，这使得行业内企业收入通常下半年占比较高，存在季节性波动。

隐身材料发展概况及未来发展趋势

隐身技术是通过控制和降低武器装备的特征信号，使其难以被探测、识别、跟踪和攻击的技术。武器装备的隐身能力可以通过外形设计和使用隐身材料来实现。外形设计是通过武器装备的外形设计尽量降低其雷达散射截面，但因受到战术技术指标和环境条件的限制，进行理想设计有相当大的难度，因此开展隐身材料的研究成为隐身技术的关键，隐身材料的研制和应用也成为评价一个国家隐身技术先进性的主要指标。

（1）隐身材料发展概况

隐身材料的功能或者分类主要针对探测技术而言，可分为雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、激光隐身以及多频谱隐身等。

①雷达隐身材料

雷达隐身材料主要用于对抗雷达探测系统，通过吸收电磁波能量，降低回波强度实现雷达隐身。

雷达隐身材料按照成型工艺分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料两类。

涂覆型吸波材料是在目标表面涂覆的可以吸收雷达波的涂层，一般由粘结剂与金属、合金粉末、铁氧体、导电纤维等吸收剂混合而成，其作用机理是材料对入射电磁波实现有效吸收，将电磁波能量转换为热能或其他形式的能量而耗散掉。

结构型吸波材料是在先进复合材料的基础上，将吸收剂分散在特种纤维增强的结构材料中而形成的复合材料。结构型吸波材料作用机理是通过特殊的复合材料结构对雷达波进行损耗，同时，与吸波涂层相比，高温结构吸波材料集吸波、承载及防热于一体，不仅可以减轻飞行器自重，而且允许设计厚度较大，具有更好的吸波性能以及更高的可靠性，应用前景十分广阔，已经成为世界各国高温吸波材料研究重点之一。

对于雷达吸波材料，除要求具备厚度薄、质量轻、吸收频率宽、吸收能力强等特点，某些特殊场合的应用还要满足更为苛刻的要求，例如战斗机、巡航导弹等空中武器装备的尾喷管、鼻锥帽、机翼前沿等部件工作温度可达到700℃甚至1000℃以上，对雷达波散射较强，已成为影响新型武器装备隐身性能的重要因素。此外，具有承载功能的高温结构吸波材料还必须具备高强度、高韧性。高温吸波材料研究与应用必须解决的问题是高温吸波材料的氧化、化学反应和扩散。氧化是指在高温条件下，吸波材料发生氧化反应而导致吸波材料失去吸波性能。高温下的化学反应也是影响材料高温吸波性能和力学性能的重要因素。高温吸波材料一般都是由不同的材料组分组成的，而有些组分在高温下会发生化学反应，生成新的化合物或物相，从而改变吸波材料的性能。扩散是指在高温条件下，对于两种能够发生反应的组分，化学反应不但发生在二者的界面，同时反应组分还会通过扩散穿越反应生成的化合物或物相，与另一反应组分相遇，从而使反应得以继续，从而改变吸波材料的性能。另外，在实际在应用过程中，涂层要经受高温、高速气流的冲刷，强烈的机械震动和快速升降温的热冲击（热震），因此，高温吸波涂层在金属部件表面必须具有高的附着力、较高的强度和较好的抗热震性。其次，在高温吸波材料体系选择和工艺优化方面，复合材料的应用性能与高温吸波性能的要求经常存在矛盾，应用性能和吸波性能的综合优化成为高温吸波复合材料研究面临的最大难题。

②红外隐身材料

物体红外辐射的强度取决于物体的发射率和物体表面的温度，所以要实现红外隐身可通过两种途径：一种是改变物体的红外辐射特性，即控制物体表面的发射率；另一种是改变物体的红外辐射强度，即控制物体表面的温度，缩小目标与背景的温差，从而降低目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。红外探测系统依靠目标和背景本身温度所引起的热辐射差别来发现和识别目标，而红外隐身技术则主要用于对抗红外探测系统的侦察，通过降低表面发射率或降低温度实现目标红外特征控制，达到隐身目的。根据隐身原理不同，红外隐身材料可以分为低发射率红外隐身材料、控温材料和光谱转换材料三类。低发射率红外隐身材料通过抑制目标表面发射率实现红外隐身；控温材料主要通过降低目标表面的温度，从而降低红外辐射强度实现隐身；光谱转换材料主要是将目标3～5μm、8～14μm的红外辐射转移到大气红外窗口之外被大气吸收，从而实现隐身。

在高温环境中，目标的红外辐射信号强度受两个因素制约。一方面，目标的红外辐射强度与目标表面的红外辐射率有关，不同材料其红外辐射率随表面温度呈不同的变化趋势；通常当目标表面温度升高时，金属材料的红外辐射率会持续升高，而某些非金属材料的红外辐射率则会呈下降趋势。另一方面，目标的红外辐射信号强度随绝对温度呈指数关系变化，高温环境将造成目标红外辐射信号强度显著高于常温时的辐射强度。高温环境除了会对材料的红外辐射性能产生显著影响外，对于材料其他性能的影响也不容忽视。如高温条件会导致材料的氧化变质和电化学腐蚀反应速度的加剧，影响材料的使用寿命和力学性能。同时材料在温度变化过程中，红外辐射涂层材料的热膨胀性能、热震性能和导热性能也会对涂层与基体之间的结合产生影响。

③多频谱隐身材料

多频谱隐身材料是在多频段、多手段探测技术发展背景下出现的新型隐身材料，顾名思义，多频谱隐身材料具有多重隐身功能或宽频段隐身功能，常见的有雷达/红外兼容隐身、可见光/红外兼容隐身材料。随着探测技术的发展，对多频段兼容隐身材料的需求越来越迫切。多频谱隐身材料的研发技术难度较大，主要体现在两方面：一是不同隐身功能对材料特性的要求各异，很难在同一种材料上实现多种功能，需要采用多种材料复合的方式进行，所以可用材料较少，设计空间较小；二是由于加工制造技术限制，很多理论上可实现的材料结构设计无法用现有技术进行验证。
由于雷达与红外是目前最主要的两种军事探测和制导技术，因此红外/雷达兼容隐身材料开展得最早、报道也最多，是多频谱隐身材料的一个研究热点。雷达隐身是通过衰减吸收、偏转雷达回波等方法降低雷达散射截面积，使其在一定范围内难以被敌方雷达识别和发现的技术，而红外隐身则是通过降低目标红外辐射强度实现隐身。雷达吸波涂料要求高吸收率，低反射率；红外隐身材料则要求低吸收率，高反射率。隐身机理的截然不同，使得它们的性能要求相互矛盾和制约，因此雷达/红外兼容隐身材料也是多频谱兼容材料研究中的难点和重点。雷达/红外兼容隐身材料的结构类型可分为单一型兼容隐身材料和复合型兼容隐身材料。

单一型兼容隐身材料主要有导电聚合物、掺杂氧化物半导体、光子晶体和纳米材料几种，由于材料单一，隐身性能兼容性较差且提升空间小。复合型兼容隐身材料是将高性能的雷达吸波材料和红外隐身材料复合在一起，材料外表层为红外隐身层，底层为雷达吸波层。该种材料的优点是制备工艺简单，便于工程化实施；制备这种结构的雷达/红外兼容隐身材料的关键是在不影响底层雷达吸收层吸波性能的前提下，使表层红外隐身层尽可能获得最低的红外发射率。

另一种兼容隐身材料是红外/可见光兼容隐身材料，可见光隐身与红外隐身之间的不同之处是由可见光侦察与红外侦察方法的不同决定的。可见光侦察设备主要通过目标与背景间的亮度对比以及颜色对比来识别目标。可见光隐身技术主要是在目标表面涂敷迷彩涂料，使目标尽量与背景一致；而红外侦察通过测量分析目标的红外辐射率对目标进行探测和识别，它直接利用目标与背景红外辐射的差别来发现目标。目标与背景红外辐射的差别，主要是由目标与背景的温度差别来决定的。可见光/红外兼容隐身材料通常由铝粉、着色颜料和有机粘结剂复合而成，或由掺杂的半导体材料制成。研究表明，在低发射率涂层中加入着色颜料可抑制低发射率金属粉末的高可见光反射率，降低明度和光泽度，同时保持其优异的红外高反射特性，可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案，满足可见光隐身和红外隐身的要求，是解决可见光/红外兼容的重要方法。

（2）隐身材料行业技术发展态势

隐身技术与隐身材料的研究始于德国，发展在美国，并扩展到英国、法国、俄罗斯等军事先进国家。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世，隐身兵器的重要性与日俱增，以美国为首的各军事强国都在积极进行研究并取得了突破性进展。隐身材料技术及隐身武器装备的发展历程大概分为三个发展阶段：

起步阶段（20世纪70年代以前）：第一次世界大战时期，德国、法国均开始在覆盖飞机的蒙皮上喷涂伪装色。在第二次世界大战中，为了对付光学探测威胁和刚刚发展起来的雷达威胁，通过降低武器的目标特征信号进行隐蔽进攻的概念已经逐渐形成，并在飞机、潜艇等武器中开始应用。第二次世界大战后，各国越来越重视隐身装备的研究和发展。

发展阶段（20世纪70年代至80年代）:从20世纪70年代初开始，美国的隐身技术进入了正规的发展时期。美国组织和领导了一系列的隐身技术预研计划和演示验证计划，并研制出F-117A隐身战斗机和B-2隐形战略轰炸机。其中F-117A战斗机在机身下表面采用了涂敷型吸波材料，而机翼则采用了吸波复合材料；B-2轰炸机也大量使用了雷达吸波涂料和蜂窝夹芯吸波结构材料。同期的隐身技术成果被迅速应用到各种巡航导弹的设计中，如BGM-109“战斧”巡航导弹弹体表面大量使用了雷达吸波材料,采用了低红外辐射的涡轮风扇发动机，20世纪90年代以来该导弹在多次战争中发挥了巨大的作用；AGM-129隐身巡航导弹也同样采用了雷达吸波材料和涡轮风扇发动机技术。
同一时期，欧洲国家如德国、英国和法国也开始进行隐身技术研究，为欧洲先进军事国家隐身技术的发展奠定了基础。

成熟阶段（20世纪90年代至今）：从20世纪开始90年代，国际上的隐身技术发展迅猛，高隐身性能逐渐成为现代武器装备最引人注目的亮点之一。军事发达国家的隐身技术发展也进入了成熟阶段。在这一阶段，比较有代表性的隐身武器包括新一代隐身战斗机、新一代隐身巡航导弹、隐身潜艇、隐身坦克、隐身直升机和隐身无人机等。

由于隐身材料技术涉及重大军事材料的研制，国外在该项技术方面对我国实行严密的封锁，我国研究机构及参与企业难以取得可以借鉴的技术信息，其具体实现的技术路线较少公开报道，整体来看，隐身能力已成为衡量现代武器装备性能的重要指标之一。世界军事强国的武器装备隐身化呈现出从部分隐身到全隐身、从单一功能隐身到多功能隐身、从少数武器装备隐身到实现多数主战兵器装备隐身的循序渐进的发展趋势，且隐身技术正向“多频谱、全方位、全天候、智能化”的方向发展。目前主流隐身材料依然以隐身涂层和结构隐身复合材料为主，但新的隐身机理和技术手段（如仿生技术隐身、等离子体隐身、微波传播指示隐身、有源隐身技术等）、新型隐身材料的研制（如手性材料、纳米隐形材料、导电高聚物材料、光子晶体、智能型隐形材料等）也在不断发展。国外已公开报道的典型装备隐身材料应用情况如下：

①美国

美国属于隐身技术发展相对领先的国家，除进行武器隐身结构设计外，其主要的隐身方式为采用隐身涂层材料及结构隐身复合材料，典型代表包括F-117A隐身攻击战斗机、F-22战斗机、F-35战斗机以及B-2隐身战略轰炸机。其中F-117A隐身攻击战斗机是美军首次应用的隐形战斗机。上述隐形飞机均采用隐身涂层材料和结构隐身材料相结合的方式。以F-22战斗机为例，其大量采用了复合材料结构，复合材料占整个结构质量的26%；在重点部位（如进气道和机翼前后缘）采用了将隐身涂层涂覆于吸波结构材料表面的方法，高频雷达信号被表面吸波涂层吸收，低频雷达信号则被吸波结构材料吸收；发动机的推力换向和反推力喷管以及发动机周围的构件可能采用了陶瓷基复合结构隐身材料。同时其隐身涂层材料和结构隐身材料亦大量应用于其他武器装备，如“长弓”阿帕奇武装直升机、P-3“猎户座”反潜机、E2C/E2D“鹰眼”预警机、朱姆沃尔特级（DDG-XXXX）驱逐舰等。

②俄罗斯

据报道，俄罗斯主要采用等离子体隐身技术。这种利用等离子进行隐身的原理是：在飞机或导弹上需要隐身的部位加上等离子体发生器。通过电离过程在飞行器表面形成等离子云从而达到隐身的目的。等离子云团对电磁波在其中的传播影响很大，它可以反射、折射或吸收在其中传播的电磁波能量。当雷达波与等离子体相互作用时，产生部分雷达波被吸收和绕射现象，急剧降低了雷达接收机接收到的信号，使得目标雷达信号减弱，从而达到隐身的目的。其隐身效果随雷达波波长的增加而增加，这一点与隐身涂层材料相反，隐身涂层材料的隐身效果随波长的增加而降低。苏-57战斗机（设计代号：I-21/T-50），是俄罗斯空军单座双发隐形多功能重型战斗机，其采用何种隐身材料未见公开报道。3M25“流星”高超音速战略巡航导弹采用等离子发生装置进行隐身，其等离子隐身系统是一种电子束发射装置，装在进气道附近，在遇到威胁时产生等离子，吸收雷达波，等离子的电力由导弹发动机供应。

③其他国家

法国马特拉防御公司研制成功了耐1000℃高温陶瓷基隐身材料，可以用作亚音速导弹某些部位的面层，如喷管或进气道。法国研制的SiC/SiC陶瓷基复合隐身材料已经成功应用M88-2发动机喷管外调节片和F100型发动机调节片上。英美联合研制的SiC/SiC陶瓷基复合隐身材料目前已经成功应用于F110-GE-129发动机尾喷管、F136发动机涡轮叶片、F414发动机和CFMLEAPX发动机涡轮壳环等构件。日本/三菱重工研制的空舰导弹ASM-1和地舰导弹SSM-1的弹翼等部位均采用了结构型吸波材料。法国SEP公司研制的C/SiC复合隐身材料喷瓣、尾喷管调节片已用在阵风战斗机的M88SNEMA发动机和幻影2000战斗机的M53发动机上。

隐身材料未来发展趋势
隐身材料的未来发展趋势必然是围绕传统探测器和即将发展起来的新型探测器展开，进一步扩展隐身材料在更宽角度、更宽频段的隐身性能，向全方位、全频谱隐身不断努力。隐身材料未来发展趋势可归纳为以下三个方面：

①耐高温隐身材料
武器装备高温部件结构特殊、使用温度高，在战场上是极易被探测系统发现和识别的薄弱部位，由于服役环境恶劣，应用于这些部位隐身材料的隐身性能、耐温性能、力学性能以及化学性能稳定性等都极难满足，并且随着更高推重比和超高声速武器的发展，对高温隐身材料的要求越来越高、需求不断增加。因此，耐更高温度的隐身材料的研制开发和应用是隐身材料发展的重点方向。

②结构隐身复合材料

结构隐身材料由于隐身-承载一体化的优异性能而备受关注。结构隐身复合材料以力学性能优异、隐身-承载一体化、材料/设计/制造一体化、质量轻等一系列优点，成为很多急需减重和隐身装备的重要候选材料，是未来需要重点发展的隐身材料之一，尤其是耐高温的结构隐身复合材料。

③多频谱兼容隐身材料

随着电子信息技术的不断发展，探测技术向形式多样、种类繁多及精度越来越高方向发展，单一的隐身功能已经无法满足应用需求，多频谱兼容的隐身材料成为未来发展的必然趋势。多频谱兼容包括两个层面，一方面是在单一隐身功能基础上向更宽频段扩展，比如红外隐身兼顾中红外和远红外波段，雷达隐身在实现重点探测频段隐身的同时向更低频点隐身扩展；另一方面是多种隐身功能的兼容，比如雷达/红外兼容、雷达/红外/可见光兼容以及红外/激光兼容隐身等，后者的研制难度会更大，也是未来多频谱兼容隐身材料研究的重点。