Метаматериал-невидимка толщиной 0,1 мм превращает стелс-истребители в призраков для радаров — и не плавится при 1000°C

Китайские учёные сообщили о разработке жаростойкого покрытия для боевых самолётов, которое помогает поглощать радиоволны и выдерживает температуры, возникающие при сверхзвуковом полёте. Исследование, опубликованное 14 октября в журнале Advanced Materials, описывает ультратонкую метаповерхность толщиной 0,1 миллиметра. Она сочетает гибкость, прочность и способность стабильно поглощать электромагнитное излучение.

Авторы работы — Цуй Гуан и Лю Чжунфань из Пекинского университета, Ван Хуэйхуэй из Пекинского технологического университета и Ли Маоюань из Харбинского инженерного университета. Они использовали метод химического осаждения из паровой фазы, чтобы нанести слой графена прямо на тканевую основу из диоксида кремния. Так появилась графен-кремнезёмная волокнистая мембрана (G@SFM) — лёгкий и устойчивый к нагреву материал, похожий на плотную техническую ткань.

Первые образцы почти не поглощали радиоволны, поэтому исследователи усилили их свойства с помощью лазерной микрообработки. На поверхности появился упорядоченный рисунок, превращающий материал в метаповерхность — структуру, которая управляет отражением и поглощением электромагнитных волн в разных диапазонах частот.

Испытания показали, что покрытие сохраняет свои свойства после нагрева до 600 °C на воздухе и до 1 000 °C в вакууме. При обдуве со скоростью 200 м/с (около 720 км/ч) эффективность поглощения снизилась меньше чем на один процент. Мембрана осталась эластичной, с регулируемым сопротивлением и очень низкой плотностью, что позволяет использовать её без утяжеления конструкции самолёта.

По расчётам учёных, если встроить такую метаповерхность в теплоизоляционные слои фюзеляжа, отражение радиосигналов снизится до −42 дБ. При этом не придётся менять аэродинамическую схему или добавлять массу. Материал подходит для истребителей малой заметности, беспилотников, гиперзвуковых аппаратов и спутников, работающих в условиях перегрева и мощного электромагнитного воздействия.

Разработку можно применять и за пределами военной авиации. Она подходит для защиты электроники, работающей при высоких температурах, и для космических миссий, где требуется экранирование оборудования от радиопомех. Работа показывает, что Китай уверенно продвигается в области радиопоглощающих материалов, которую раньше контролировали американские аэрокосмические компании.

На авиасалоне в Чанччуне в 2025 году наблюдатели отметили, что поверхность истребителя J-20 выглядит прочнее и удобнее в обслуживании, чем покрытия на американских F-22 Raptor и F-35 Lightning II. У F-22 используется железосодержащее поглощающее покрытие, склонное к отслаиванию и коррозии, из-за чего обслуживание нередко проводят в ангарах с климат-контролем.

Фотографии F-35C, сделанные в июле на борту авианосца USS Carl Vinson, показали, что американские покрытия плохо переносят солёный воздух и повышенную влажность. По отчёту Пентагона за 2023 год, час полёта F-35A обходится в 28,5 тыс. долларов, а F-22A — в 33,5 тыс.; одна из причин — дорогой уход за радиопоглощающими слоями.

Параллельно Сунь Ятсеновский университет представил графеновую плёнку на основе MXene, работающую по схожему принципу. Оба проекта показывают, что китайские инженеры стремятся объединить радиолокационную, инфракрасную и тепловую маскировку в одном прочном покрытии, способном сохранять свойства при температурах свыше 1 000 °C и скоростях, близких к Маху 2.