雷达吸波材料的应用技术
雷达吸波材料利用吸波复合材料的特殊电磁特性,将入射的电磁波能量转化成热能而耗损掉,以缩减飞行器某些关键部位的雷达回波强度。它是重要的隐身措施之一。
隐身复合材料包括涂敷性吸波材料、结构型复合吸波材料及有源吸波材料等。吸波材料的机理是使入射电磁波能量在分子水平上产生振荡,转化为热能,有效地衰减雷达回波强度。按吸收机理不同,可分为吸收型、谐振型和衰减型三大类。
1)涂敷性吸波材料
涂敷性吸波材料是用于涂在机体表面的一种吸收雷达波的涂料。80年代广泛应用的吸波涂料是各种铁氧体吸波材料,如用于厘米波段的锤-镐铁氧体,用于毫米波段的镍-锌铁氧体,加宽频带的有锤-锌铁氧体。f-1l7a、b-2、f-22隐身飞机主要采用了铁氧体吸波涂层。1987年美国还研制出一种非铁氧体基吸波材料,它是由多种视黄基席夫碱盐组成的含双键的聚合物,其吸波性能良好,重量仅为铁氧体的1/10,对雷达波的衰减可达80%以上。美国研制出的另一种新型“铁球状”吸波涂层,其特点是价格便宜,涂敷方便,可耐5000℃高温。此外,国外还正在研制含有放射性同位素的涂料和半导体涂料,其特点是吸收频带宽,反射衰减率高,使用寿命长,能较好地满足超音速飞行的气动要求。
2)结构型吸波材料
结构型吸波材料是一种既可作承力部件,又具有优良的电磁波吸收性能的复合材料。目前国外研制的大致有吸收剂散布型、层板型和夹心结构型三种。吸收剂散布型是由热塑性peek、pps等树脂纺成单丝和复丝分别和碳纤维、玻璃纤维等特殊纤维按一定比例交替混杂成纱束,再将其编织成织物与同类树脂制成复合材料(f-117的v形垂尾、f-22的机身和机翼蒙皮采用了此吸波材料)。层板型是将复合材料制成多层结构,最外层为透波材料,中间层为电磁损耗层,最内层则由具有反射雷达波性能的材料构成。夹心结构型是用透波性良好且强度高的复合材料作面板,以蜂窝结构、波纹结构或锥形结构作芯子,再用石墨、磁粉、泡沫吸收材料填充而制成的复合材料。由于夹心结构型复合材料重量轻、比刚度、比强度高,易做成复杂曲线结构,因此该型复合材料在隐身飞机上已得到广泛应用。例如a-12、f-19、b-lb、b-2、yf-23等飞机上均不同程度地采用了该种材料,其中b-lb飞机上运用的该种材料竟占整个结构材料的30%。
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