■軍事科技與國家安全

　　諸如美國動作電影《特種部隊：眼鏡蛇的崛起》裏面使用的隱身衣或將成為現實。但這次不是個人穿的隱身衣，而是通過採用智慧材料為戰鷹披上新衣。這種新裝不僅可以有效降低戰機的雷達反射面積，起到很好的隱身效果，而且可以對機體及外部環境的各種狀態參數實時感知，就如同戰鷹的“皮膚”一般。

　　據媒體報道，美國國家航空航太局和美國空軍聯合支援的“系統研髮型飛行器”項目在智慧材料上獲得了重大進展。這種利用超材料設計的技術就是智慧蒙皮（Smart Skin）。利用智慧蒙皮技術，可以通過共性設計有效減少飛機的天線尺寸，並可以採用低成本的新型材料提高飛機的隱身和氣動外形效果，對縮減飛機性能起到了重要作用。

　　智慧材料極大改善戰鷹性能

　　智慧蒙皮通過將各類感測器和晶片高度整合在蒙皮內部，從而形成了機體對自身感知的複雜神經網路，可以將採集到的各類資訊實時傳輸給飛機的“大腦”——飛行控制電腦，從而有效提高戰機對各類資訊的整合處理能力。

　　1985年，美國空軍首次提出了“智慧蒙皮”技術。與此同時，上個世紀80年代末，法國也開始研發一種“智慧蒙皮”天線系統。這種系統由法國國家航空空間研究院牽頭組織，主要方向是將雷達天線整合在飛機的蒙皮系統內部。

　　由美國諾斯羅普公司和TRW公司聯合研製的“智慧蒙皮”新型天線，採用了將不同種類複合材料壓製成薄片技術，從而使其與標準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，可以有效減少飛機飛行重量和阻力，同時降低雷達反射面積。在此基礎上，美國國防部高級研究計劃局制定了無線電頻率“多功能機構孔徑”計劃，將推動智慧蒙皮天線技術持續發展。

　　智慧蒙皮具有獨特的優點和技術優勢：由於採用了光纖技術和感測器技術代替普通電纜連接，節省了大量的飛機內部空間，減輕了飛機重量，簡化了飛機設計方案；智慧蒙皮可以有效提高飛機對自身狀態的感知能力，實現對飛機內外部的實時監控和評估，因而極大地提高了飛機的可靠性和可用性；智慧蒙皮還可以極大提高未來飛機的隱身能力，將有效提高飛機的生存能力。

　　光纖智慧蒙皮得到迅速發展

　　未來智慧蒙皮技術將更多地應用於航太器和飛機上，光纖感測器在其中也發揮著日益重要的作用。內部整合了光纖傳感裝置用於檢測溫度、聲光、核輻射及其他物理量的結構就是光纖智慧蒙皮。自1979年美國國家航太局首次把光纖埋入聚合物材料中開始，光纖智慧蒙皮就得到飛速發展。

　　光纖智慧蒙皮採用分佈式光纖傳感技術作為傳感網路，可將數根小巧輕便的光纖置入飛行器的蒙皮中，利用環境溫度、壓力等待測量對光纖中傳輸光進行調製的原理工作。通過飛行控制電腦實時採集並解調光纖中的傳輸光，就可以得知光纖周圍任一點的待測量情況。

　　光纖智慧蒙皮還可以有效減輕飛機的重量和雷達散射面積，提高其小型化和簡單化水準。使用普通蒙皮時，當需要在飛機上加裝天線和感測器時，就需要進行鑿孔而破壞機體結構，從而造成氣動力、費用等一系列損失。光纖智慧蒙皮技術可以實現感測器的智慧化整合，使飛機的設計和升級更為簡便。一體化的智慧蒙皮技術可以大面積覆蓋飛機的外部特徵，避免了各類平臺和天線的外露突出，從而降低了飛機的雷達散射面積，提高其隱身性能。

　　除了應用在飛機上，美國海軍也在研究將光纖智慧蒙皮應用於艦船表層的電磁隱身問題，從而提高艦船和潛艇的隱身性能。美國彈道導彈防禦局也計劃將光纖感測器構成的智慧蒙皮整合進導彈天基防禦系統中，從而對敵方威脅做出精確判斷。

　　物聯網技術融入，應用前景更加寬廣

　　從廣義上將，智慧蒙皮系統也屬於感測器網路，隨著軍事物聯網技術的快速發展，未來不同戰機上的智慧蒙皮也可以實現互聯互通，從而使智慧蒙皮的應用前景更加寬廣。法國軍備總局就計劃將智慧蒙皮用於高空和長續航無人機項目以及A-400M預警機遠距離監視天線。

　　當然，智慧蒙皮技術要得到實現和廣泛應用，仍然需要攻克很多技術難關。智慧蒙皮的主體材料需要採用品質輕、高強度並且耐高溫的新型複合材料，目前大部分聚合物複合材料尚處於試驗階段。此外，將感測器陣列和光纖傳輸系統整合到薄薄的蒙皮材料中也是一道技術難關。智慧蒙皮材料的研製除了需要考慮材料學、電子技術和微波技術外，還需要高性能的高溫超導材料、信號處理與分佈控制、神經網路與倣生學研究，是一項龐大的系統工程。

　　隨著技術的進步和研究的大量投入，智慧蒙皮技術一定可以在未來科技和軍事應用領域發揮重要作用。

　　（本欄目由科技日報軍事部與國防科技大學國際問題研究中心聯合主辦）