一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，特別涉及一種以碳纖維復(fù)合材料作為承載部，超材料金屬微結(jié)構(gòu)作為吸波部的集“吸波-承載”于一體的具有隱身功能的吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料如碳纖維/環(huán)氧和碳纖維/雙馬已廣泛應(yīng)用在殲擊機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了很好的減重作用，大大提高了機(jī)體的抗疲勞、耐腐蝕等性能。隱身性是新一代戰(zhàn)機(jī)提出的重要技術(shù)要求，雖然復(fù)合材料能夠起到很好的減重效果，但是卻不能滿足新一代戰(zhàn)機(jī)隱身性的要求。目前實(shí)現(xiàn)隱身功能常采用兩種方式，一種是結(jié)構(gòu)隱身(如鋸齒蒙皮)，另一種是通過(guò)外飾隱身涂料得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)結(jié)構(gòu)隱身的效果有限，且增加了復(fù)合材料的制造難度，而外飾隱身涂料在實(shí)施工藝和功效方面都有著難克服的缺點(diǎn)，如圖層的厚度控制及圖層與機(jī)體的粘結(jié)力弱等。
[0003]超材料是一種人工電磁材料，為細(xì)小的金屬微結(jié)構(gòu)組織，通過(guò)電路模擬頻率選擇表面的技術(shù)(該技術(shù)由美國(guó)學(xué)者B.A.Munk及其研宄伙伴創(chuàng)立)實(shí)現(xiàn)吸波功能，能夠很好地滿足新一代飛機(jī)隱身需求。玻璃纖維和Kevlar纖維的電阻率高，是很好的透波材料，但纖維本身拉伸模量較低，但高性能碳纖維復(fù)合材料是雷達(dá)能量的強(qiáng)反射體，不能實(shí)現(xiàn)隱身功能。高性能的碳纖維需要與其它減縮雷達(dá)散射截面(RCS)的超材料相結(jié)合才能達(dá)到減小雷達(dá)散射截面(RCS)的目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集“吸波-承載”于一體的具有隱身功能的吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，通過(guò)超材料金屬微結(jié)構(gòu)吸波，能夠很好地滿足新一代飛機(jī)的隱身需求。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，它包括透波載體結(jié)構(gòu)、膠膜、超材料金屬微結(jié)構(gòu)和外表面經(jīng)過(guò)打磨粗化的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)，所述的透波載體結(jié)構(gòu)包括上層透波載體結(jié)構(gòu)和中層透波載體結(jié)構(gòu)，上層透波載體結(jié)構(gòu)通過(guò)膠膜與中層透波載體結(jié)構(gòu)連接，中層透波載體結(jié)構(gòu)中置入有超材料金屬微結(jié)構(gòu)，中層透波載體結(jié)構(gòu)與下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)通過(guò)膠膜粘接。
[0006]所述的透波載體結(jié)構(gòu)至少由兩層透波性預(yù)浸料鋪疊而成且透波載體結(jié)構(gòu)的厚度小于或等于Imm0
[0007]所述的透波性預(yù)浸料為石英纖維、玻璃纖維和Kevlar纖維中的一種或多種的組入口 ο
[0008]所述的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)至少由一層碳纖維固化而成。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型重量較輕，具有較好的減重作用；同時(shí)本實(shí)用新型集“吸波-承載”于一體，且將超材料金屬微結(jié)構(gòu)置入透波性纖維(石英纖維、玻璃纖維)中，通過(guò)電路模擬頻率選擇表面實(shí)現(xiàn)吸波功能，能夠很好地滿足新一代飛機(jī)的隱身要求。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中，1-上層透波載體結(jié)構(gòu)，2-膠膜，3-中層透波載體結(jié)構(gòu)，4-超材料金屬微結(jié)構(gòu)，5-下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0013]如圖1所示，一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，它包括透波載體結(jié)構(gòu)、膠膜2、超材料金屬微結(jié)構(gòu)4和外表面經(jīng)過(guò)打磨粗化的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)5，所述的透波載體結(jié)構(gòu)包括上層透波載體結(jié)構(gòu)I和中層透波載體結(jié)構(gòu)3，上層透波載體結(jié)構(gòu)I通過(guò)膠膜2與中層透波載體結(jié)構(gòu)3連接。為實(shí)現(xiàn)“吸波-承載” 一體化結(jié)構(gòu)，需要將超材料金屬微結(jié)構(gòu)4置入中層透波載體結(jié)構(gòu)3中，超材料置入復(fù)合材料可讓復(fù)合材料具備吸波功能，從而實(shí)現(xiàn)隱身效果。中層透波載體結(jié)構(gòu)3與下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)5通過(guò)膠膜2粘接。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型即為集“吸波-承載”于一體的多層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述的透波載體結(jié)構(gòu)至少由兩層透波性預(yù)浸料鋪疊而成且透波載體結(jié)構(gòu)的厚度小于或等于1mm。
[0015]所述的透波性預(yù)浸料為石英纖維、玻璃纖維和Kevlar纖維中的一種或多種的組入口 ο
[0016]所述的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)5至少由一層碳纖維固化而成。
[0017]本實(shí)用新型的實(shí)施步驟如下:①、按預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋪層順序鋪疊透波性預(yù)浸料，形成透波載體結(jié)構(gòu)；?、用溶劑清洗干凈已固化且外表面經(jīng)過(guò)打磨粗化的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)5 、在已清洗干凈的碳纖維承載結(jié)構(gòu)表面鋪貼一層高溫膠膜2 (即粘接劑)，在膠膜之上安放置入有超材料金屬微結(jié)構(gòu)4的中層透波載體結(jié)構(gòu)3，然后中層透波載體結(jié)構(gòu)3之上再通過(guò)高溫膠膜與上層透波載體結(jié)構(gòu)I粘接、先將整個(gè)結(jié)構(gòu)體封裝真空袋，然后在熱壓罐中固化。
[0018]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括透波載體結(jié)構(gòu)、膠膜(2)、超材料金屬微結(jié)構(gòu)(4)和外表面經(jīng)過(guò)打磨粗化的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)(5)，所述的透波載體結(jié)構(gòu)包括上層透波載體結(jié)構(gòu)(I)和中層透波載體結(jié)構(gòu)(3)，上層透波載體結(jié)構(gòu)(I)通過(guò)膠膜(2)與中層透波載體結(jié)構(gòu)(3)連接，中層透波載體結(jié)構(gòu)(3)中置入有超材料金屬微結(jié)構(gòu)(4)，中層透波載體結(jié)構(gòu)(3)與下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)(5)通過(guò)膠膜(2)粘接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的透波載體結(jié)構(gòu)至少由兩層透波性預(yù)浸料鋪疊而成且透波載體結(jié)構(gòu)的厚度小于或等于1_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的透波性預(yù)浸料為石英纖維、玻璃纖維和Kevlar纖維中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)(5)至少由一層碳纖維固化而成。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種置入型吸波復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，它包括透波載體結(jié)構(gòu)、膠膜（2）、超材料金屬微結(jié)構(gòu)（4）和外表面經(jīng)過(guò)打磨粗化的下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)（5），所述的透波載體結(jié)構(gòu)包括上層透波載體結(jié)構(gòu)（1）和中層透波載體結(jié)構(gòu)（3），上層透波載體結(jié)構(gòu)（1）通過(guò)膠膜（2）與中層透波載體結(jié)構(gòu)（3）連接，中層透波載體結(jié)構(gòu)（3）中置入有超材料金屬微結(jié)構(gòu)（4），中層透波載體結(jié)構(gòu)（3）與下層碳纖維承載結(jié)構(gòu)（5）通過(guò)膠膜（2）粘接。本實(shí)用新型在具有較好的減重作用，同時(shí)集“吸波-承載”于一體，且將超材料金屬微結(jié)構(gòu)（4）置入透波性纖維中，通過(guò)電路模擬頻率選擇表面實(shí)現(xiàn)吸波功能，能夠很好地滿足新一代飛機(jī)的隱身要求。
【IPC分類(lèi)】H01Q17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204391284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520071630
【發(fā)明人】張艷芳, 冷衛(wèi)紅, 羅輯, 劉安黎, 王陽(yáng), 閆超
【申請(qǐng)人】成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日