结构吸波材料的研制

日期：2019-03-23 11:28

图3-17 K-RAM吸波材料的吸收曲线图3-18 88-04 试片吸波性能-频率曲线

随着各种新型雷达、先进探测器以及精确制导武器的问世,对军用飞行器构成了极为严峻的威胁,为了提高飞行器的生存力和战斗力,世界各主要军事大国都在努力发展隐身技术。在美国隐身技术被列为三大高技术之一,在前苏联隐身技术也被列为国防高技术。隐身技术包括结构隐身(外形隐身)和隐身材料两大部分,而由于结构吸波材料既能承受载荷又能吸收电磁波,因此,它是一种非常重要的隐身材料,并且已经在西方的多种飞行器上得到广泛的应用。

一种早期的称为“焦曼”( Naumann)的吸波材料,由薄层复合材料叠制而成,每层之间用绝缘材料垫片隔开。焦曼吸波材料的制作精度要求很高,很难制造,但是,现在已经发展到了可以准确而有效地使用的程度。日本介绍了一种厚度为1~5mm的碳纤维/树脂吸波板,碳纤维的体积分数为30%~70%,最好为编织形式,树脂可为不饱和聚酯、聚酰亚胺、尼龙、乙烯等多种热固热塑性树脂,但从对碳纤维的黏着力考虑以环氧为好。该产品可具有很平坦的宽频吸波曲线。

美国 Emerson公司制造的 Eccosorb CR是一类可浇注的环氧磁性雷达波吸收材料,其中的CR-14及CR-124已用于制造SRAM导弹的水平安定面。该公司的 Eccosorb MC则是一类高强度的刚性结构型雷达波吸收板,它们以数片平行排列的电阻片作为损耗层,以加强的塑料蜂窝结构作为隔离层。该材料的外表面有0.8mm厚的面板,以使夹芯结构达到高强度。这种材料属于宽频型雷达波吸收材料,工作频带内的衰减为20dB左右。MC由于强度高、质量轻,据说适于作为隐身飞行器的结构材料。

Plessey公司研制的K-RAM是一种新型的可承受高机械应力的宽频结构型雷达吸收材料,其主要性能特点是力学强度高。该材料由含损耗填料的芳纶组成,并衬有碳纤维反射层。该产品厚5~10mm(视所需频段和强度调整)。该材种三频段型产品的吸收曲线见图3-17。该材料可在2~40GHz内响应2~3个频段,一种三频段型产品的吸收曲线见图3-17。该产品可在2~4GHz及8~16GHz内衰减大于10dB,在3~3.5GHz及816GHz内衰减大于15dB,在2.5-3.5GHz及9-14GHz内衰减大于20dB,且整个2~18GHz的范围内始终保持衰减大于7dB。

研究者研制了一种三层结构的吸波材料,它由增强材料(玻璃钢)、基体、吸波剂构成。首先对三层结构的吸波材料进行了计算机辅助设计,以设计结果为依据,制作了180mm×180mm的试板,并进行了吸波性能测试,图3-18是吸波材料吸波性能频率曲线。上述材料在8~18GHz的频率下对电磁波有比较好的吸收性能,并且材料的密度小于2.0g/cm3,厚度小于7mm,强度接近纯玻璃钢,是一类宽频带、高性能的多层结构吸波材料。

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