结构吸波材料的基本结构设计形式
日期：2019-02-19 17:56
吸波材料虽然有很好的吸波性能,但单靠一种或一层结构吸波材料,并不能达到完全隐身的效果,所以应设计多层结构的吸波材料。洛克希德公司研制的一种复杂的蜂窝结构由七层组成:第一层是用浸渍过环氧树脂的玻璃布制成的表面层,第二层到第五层由玻璃布、吸收层以及蜂窝吸收层制成,第六层是蜂窝,第七层是薄铝板,层间用环氧树脂进行粘接,这种多层材料不仅有足够的刚性、强度和耐高温性能,而且质量小,适合于作飞机的隐身蒙皮。下面就结构吸波材料可能的结构形式设计进行探讨.
图2-33 波纹板夹层结构 图2-34 角锥夹层结构
(1)波纹板夹层结构
如图2-33所示,波纹板可用结构吸波材料制作,也可以在波纹板上涂吸波涂料。波纹板为两个斜面相交的结构形式,有利于多次吸波.
(2)角锥夹层结构
如图2-34所示,作为夹层的角锥是结构吸波材料,也可以涂吸波涂料,角锥四个斜面相交,角锥高度(吸收体厚度)不同,有效吸收范围不同。角锥夹层结构的顶角在40°左右为好。
(3)蜂窝夹芯结构
蜂窝制造已经比较成熟,可以考虑在夹芯上涂吸波涂料,或用结构吸波材料制造蜂窝,蜂窝形状有多种,应选择对吸波有利的形状.
(4)吸波材料充填结构
在透波材料的蜂窝夹层结构中充填吸波材料,吸波材料可以是絮状、泡沫状、球状或纤维状,空心球作为吸收体效果更佳。
(5)多层吸波结构
上面是蜂窝、下面是吸波材料,如图2-36所示,蜂窝由透波材料制作,吸波材料采用多层结构。
(6)铺层中加吸波层结构
复合材料在复合材料铺层中夹进吸收层而制成结吸波材料构吸波材料。
(7)粘接或机械连接结构
用粘接或机械方式把事先制备的结构吸图237铺层中夹进吸波层波材料和复合材料结合成层状体,总厚度控制在雷达波长的1/2(按最低频率计在结构吸波材料的结构形式设计中,单一结构形式很难达到完全隐身,可采用多种结构形式综合设计的方法来达到最佳吸波效果。
(8)结构设计应注意事项
①当吸波层应用于飞行器时,其质量和体积将受到严格的限制,在这种条件下达到宽频段吸波性能要求是很困难的。雷达吸波结构(RAS)是一种多功能复合材料,它不仅能够吸收雷达波,而且用作结构件具备复合材料质轻高强的优点。RAS在厚度上为阻抗匹配设计提供了一定的余地,是一种有前途的吸波材料。当然RAS的设计要同时考虑电性能和力学性能,以满足设计的要求。
②频散效应的影响。材料的磁导率和介电常数都有随频率变化面改变的特称为电磁参数的频散效应。磁导率与介电常数相比,具频散效应更为明显散效应是材料本身固有的特性,研究频散效应,对于展宽频带和提高设计的准性,是有实际意义的。
③斜入射波的吸收特性。RAM在实际应用中很少有严格垂直入射方向的情况,有些RAM在垂直于入射方向有很好的吸收,而随着入射角增大性能急剧变坏,所以必须算和测试RAM在斜入射下的吸收特性,并且将它作为评价和测试RAM的指标之一。理论计算表明:无论是水平极化,还是垂直极化,微波吸收性能随入射角的变化规律是相似的。斜入射有一临界入射角00,如果入射角0<00,则在反射方向上的反射系数或近似不变,或比垂直入射时小;如果0>00,则反射系数随着0的增大而变大。另外,计算表明垂直极化波对吸收性能影响大于水平极化波,且双层材料的斜入射性能优于单层材料。
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