隐身飞机上碳纤维吸波性能的5个注意点
现代战争中,隐身飞机具有的实战意义非常大,可以躲避对方雷达的侦查,将火力投放到指定目标。隐身飞机并不是看不见,而是雷达找不到,想要飞机隐身,得装备吸波材料。碳纤维就是一种不错的吸波材料,来看看它在隐身飞机上应用的5个注意点。
碳纤维材料能够成为隐身飞机材料的原因
飞机想要隐身,需要有隐身涂层,同时结构上可以吸收雷达波,让对方接收不到雷达的反射信号。隐身涂层可吸收高频信号,吸波结构可以吸收低频信号,碳纤维属于后者。
需要注意的是,普通碳纤维对电磁波的反射体,并不具备吸波性能,只有异形截面碳纤维和异形结构的碳纤维复合材料才具备吸波功能,而将碳纤维用作吸波材料时,是有一些注意点的。
隐身飞机上碳纤维吸波性能的5个注意点
1、表面改性碳纤维:在碳纤维表面沉积一层多孔碳粒或附着一层多孔碳微球,以改善其电磁性能,赋予一定的吸波性能。
2、低温碳化碳纤维:低温碳纤维是指后碳化温度低于正常碳化温度,其目的是调控电阻值。碳化温度越高,电阻值越小,吸波性能越差。但是,碳化温度低,影响碳纤维的抗拉强度和模量。应综合考虑,寻找能兼顾电阻率、模量和抗拉强度的佳碳化温度。
3、蜂窝结构:经过精心设计的蒙皮中碳纤维铺层与入射波形成一定角度,赋予其一定的吸波能力。因为电场方向与纤维轴向平行,碳纤维的雷达波的反射体;当电场方向与纤维轴方向垂直或斜交纤维轴方向时,碳纤维具有一定的稀薄功能的同时,在蜂窝内装的泡沫塑料中添加磁损耗和电损耗吸波剂,如碳粉、铁氧体等,使入射雷达波多次反射,转化为热能而被吸收。这种结构吸波材料可用来制造机身、机翼和机头等。
4、验证异形截面的碳纤维:调控其形状和大小,以制得所需的电阻和表面电阻率。在国内外都开展了这一研究工作。以日本东丽公司研制的异形截面碳纤维为例,所制得的异形截面碳纤维的抗拉强度可达4.43GPa,抗拉模量为245GPa,可用来制造吸波与承载的复合材料构件。
5、混杂吸波结构:增强纤维的电阻率变化很大。碳纤维是一种良导体,玻璃纤维的绝缘体,碳化硅纤维的半导体,根据表面电阻的设计参数,按照一定的比例将碳纤维与玻璃纤维混杂增强或将碳纤维与碳化硅纤维混杂增强,赋予其一定的吸波性能。这类吸波吸波属于电损耗,磁损耗要比电损耗强的多。
碳纤维材料作为新型材料中的翘楚,在航空航天领域的价值不菲,具备的战略意义也非常重大。目前全球打过都在碳纤维的研发和生产上下足功夫,我们也不甘示弱,连最新的十四五规划里都有关于碳纤维材料的发展议题。
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