隐形战斗机和轰炸机是世界上最昂贵的飞机之一，它们依靠能吸收雷达的聚合物外壳来躲避探测。但这种聚合物是如此脆弱，以至于这些高端飞机必须在设计时保护皮肤，即使这意味着会损害它们在空中的表现。
一种新材料即将改变这一现状。研究人员认为，通过创造更坚硬的外壳，并具有更理想的隐形特性，新材料将让设计师重新思考隐形飞机。
“归结起来就是:如果我们得到所需的支持来扩大规模，飞机制造商将能够从根本上重新设计隐形飞机，”Chengying“Cheryl”Xu说，他的研究团队在北卡罗来纳州立大学开发了更坚固的雷达吸收材料。“我们设计的这种材料不仅能吸收更多的雷达，还能让下一代隐形飞机更快、更灵活、飞得更远。”
的挑战
现有的隐形飞机都涂上了能吸收雷达的聚合物。这些材料能够吸收来自雷达的70-80%的能量。再加上其他设计特点，可以使飞机的雷达信号非常微弱。虽然这并不会让飞机对雷达真正“隐形”，但确实会让它们非常难以被发现。这给了飞机在军事上的巨大优势。(这就是隐形飞机支出预计会增长的原因。)
然而，这些雷达吸收材料有明显的局限性。
首先，能吸收雷达的聚合物不是很坚固。暴露在盐、水分和研磨材料中会使这些材料很快降解，甚至脱落。
另一个问题是，雷达吸收聚合物在250摄氏度以上的温度下会分解，这导致了两个重大的设计挑战。
飞机上有两个地方会特别热。对于超音速飞机来说，其中一个地方就是机翼的前缘。当机翼的边缘高速撞击迎面而来的空气时，会产生巨大的摩擦。这可能会在机翼边缘产生超过250℃的热点。这将影响机翼本身的设计，以减少摩擦和伴随的热点。然而，这些设计因素会影响飞机的性能。
第二高温面积后方的飞机,因为即使是最酷的喷射排气温度超过250 c,这要求隐形飞机设计师工艺特别长,厚排气喷嘴,确保排气喷嘴的外层皮肤能够吸收雷达波的皮肤不太热。不幸的是，这些喷管的形状和重量使得飞机燃油效率更低，速度更慢，操作性更差。
B-2幽灵在空中加油。图片来源:美国空军高级飞行员基思·詹姆斯/发布
一个有前途的解决方案
为了解决这一系列令人印象深刻的挑战，徐和她的合作者创造了一种具有同样令人印象深刻的属性的陶瓷材料。
首先，实验室测试发现，这种陶瓷比现有的聚合物更能吸收雷达，能够吸收来自雷达的90%或更多的能量。实际上，雷达很难“看到”它。
此外，这种材料防水，比沙子更硬。换句话说，它能更好地抵御恶劣环境。
更重要的是，这种陶瓷材料在高达1800摄氏度(或零下100摄氏度)的温度下仍能保持其吸收雷达的特性。
这种陶瓷可以应用于整个飞机的表面，其韧性和温度弹性的结合将使航空航天工程师能够设计出不受前几代隐形飞行器使用的聚合物脆性限制的飞机。
事实上，使用陶瓷“皮肤”是相当简单的。一种液态陶瓷前驱体被喷到飞机表面。当液体前驱体暴露在环境空气中，它经过一系列的化学反应，转化为固体陶瓷材料。
“这个过程需要一到两天，”徐说。
接下来是什么?
该材料的特性已通过实验室测试确定。然而，由于成本限制，研究人员只制作和测试了足够小的样品，以适合你的手。
“我们最近获得了来自空军科学研究办公室的资助，这将允许我们生产和测试更大的样本，所以这是我们现在正在做的，”徐说。“最终，我们希望与行业伙伴合作，扩大规模，并开始研制下一代隐形飞机。”
该杂志上发表的三篇论文描述了这项工作 ACS应用材料与界面:“宽带可调谐之外陶瓷复合材料制成的Polymer-Derived SiOC陶瓷和原位部分Surface-Oxidized超高温陶瓷、”“超高温Ceramic-Polymer-Derived SiOC陶瓷复合材料高性能电磁干扰屏蔽,”和“多功能陶瓷复合系统碳纤维增强聚合物复合材料的热防护与电磁干扰屏蔽
