CN109822994B - 一种高性能异型舱舱门 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能异型舱舱门，舱门由外至内依次包括隐身板、外蒙板、夹芯泡沫、防弹板和内蒙板，所述隐身板的玻璃纤维层、纸蜂窝层和碳纤维层通过胶膜胶粘压合而成，碳纤维层由至少2层碳纤维布交错叠放并胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为30‑45°。本发明的设计结构简单、可操作性强，采用本发明的设计制作的舱门轻质高强、耐温性好，具备隐身、防弹和电磁屏蔽的多功能特性。
Description
技术领域
本发明涉及异型舱舱门技术领域，特别涉及一种高性能异型舱舱门。
背景技术
近年来，异型舱因具有较好的密封性、防护性能被广泛应用于军事领域。舱门是异型舱重要的组成部分，传统异型舱的舱门一般由铝合金板作为内蒙板、外蒙板和夹芯材料复合而成，其舱门强度小、易腐蚀，且不具备隐身、防弹和电磁屏蔽的功能。随着军用武器技术的不断进步，为保证舱内设备的正常运行和人员的安全，异型舱的高性能、多功能的要求标准也不断提高，成为现代异型舱设计亟待解决的问题。
目前，有许多关于舱体壁板设计的现有技术，但针对舱门设计的现有技术比较少。如：专利号为201621474672.7，公开了一种新型隐身防弹舱门，该舱门由门框架和门体组成，门体由吸波板、防弹板和一体成型的非金属框架构成，能够使舱门具有防弹隐身功能，但是该实用新型提供的舱门不具备电磁屏蔽的功能。专利号为201310600295.1，公开了一种具有雷达隐身带电磁屏蔽的方舱壁板，该壁板由外蒙皮、吸波夹芯层、保温材料层和内蒙皮组成，吸波夹芯层由蜂窝底层、吸收雷达波的短切碳纤维与碳纤维织物混合预浸料制成的中间层和环氧树脂制成的表面层构成，由该发明的壁板组合成的方舱具有隐身和电磁屏蔽的功能，但是不能抵御外部强大的冲击力而容易被爆炸碎片或轻型枪弹穿透，不具备防弹的功能。
综上所述，急需一种强度大、耐腐蚀，且具有隐身、防弹和电磁屏蔽的多功能、高性能的舱门设计，解决现有舱门功能特性单一的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高性能异型舱舱门，采用该设计的舱门强度大、耐腐蚀、结构简单、安装方便，且具有隐身、防弹、电磁屏蔽的功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能异型舱舱门，由外至内依次包括隐身板、外蒙板、夹芯泡沫、防弹板和内蒙板，所述隐身板由外至内包括玻璃纤维层、纸蜂窝层和碳纤维层，所述隐身板的玻璃纤维层、纸蜂窝层和碳纤维层通过胶膜胶粘压合而成，玻璃纤维层具有强透波性，纸蜂窝层和碳纤维吸收透过玻璃纤维层的电磁波，所述碳纤维层由至少2层碳纤维布交错叠放并胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为30-45°。
优选，所述碳纤维层由3层碳纤维交错叠放并胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为45°，通过设置交错叠放的碳纤维铺层设计，增大了隐身板对电磁波的吸收效果；碳纤维具有高强度、低密度的优点，增大了隐身板的强度，提高了舱门的载荷比。
进一步，所述外蒙板由不锈钢板和钢板组成，所述外蒙板的不锈钢钢板厚度为1-5mm，所述外蒙板的钢板厚度为1-5mm，所述内蒙板由钢板组成，所述内蒙板的钢板厚度为1-5mm。
优选，所述外蒙板的不锈钢钢板厚度为3mm，所述外蒙板的钢板厚度为1.5mm，所述内蒙板的钢板厚度为1.5mm。
进一步，所述夹芯泡沫的材料为PVC，厚度为20-25mm，起隔热保温作用。
优选，所述夹芯泡沫的材料为PVC，厚度为23mm。
进一步，所述防弹板为超高分子量聚乙烯纤维层压板，厚度为20-25mm。
优选，所述防弹板为超高分子量聚乙烯纤维层压板，厚度为20mm。
进一步，所述外蒙板、夹芯泡沫、隐身板相互之间通过胶粘或通过真空导入法嵌入树脂结合，所述外蒙板、隐身板、防弹板和内蒙板通过螺栓连接。
本发明一种高性能异型舱的隐身防弹电磁屏蔽集成设计的有益效果：本发明设计了由隐身板、外蒙板、夹芯泡沫、防弹板和内蒙板组成的异型舱舱门，该设计结构简单、可操作性强。采用本发明的设计制作的舱门，轻质高强、耐温性好，能适应-40℃-55℃的工作环境，在风速为56m/s、裹冰厚度为2.5cm的条件下，舱门不受损伤，且该舱门能够躲避雷达和红外监测，抵御枪弹、破片的杀伤，对电磁波具有屏蔽作用，具备隐身、防弹和电磁屏蔽的多功能特性。
附图说明
图1—为本发明一种高性能异型舱舱门结构示意图；
图2—为图1中Z处的放大图；
图3—为本发明隐身板的结构示意图。
上述附图标记：1-隐身板，11-玻璃纤维层，12-胶膜，13-纸蜂窝层，14-碳纤维层，2-外蒙板，3-夹芯泡沫，4-防弹板，5-内蒙板。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
参见图1-3，一种高性能异型舱舱门，由外至内依次包括隐身板1、外蒙板2、夹芯泡沫3、防弹板4和内蒙板5，隐身板1、外蒙板2、夹芯泡沫3相互之间通过真空导入法嵌入树脂结合，隐身板1、外蒙板2、防弹板4和内蒙板5通过螺栓连接，外蒙板2由不锈钢板和钢板组成，隐身板1由外至内包括玻璃纤维层11、纸蜂窝层13和碳纤维层14，隐身板1的玻璃纤维层11、纸蜂窝层13和碳纤维层14通过胶膜12胶粘压合而成，玻璃纤维层11具有强透波性，增大了电磁波的透射率，纸蜂窝层13和碳纤维层14吸收透过玻璃纤维层11的电磁波，减少了电磁波的反射。
碳纤维层14由3层碳纤维布叠胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为45°，通过设置交错叠放的碳纤维铺层设计，增大了隐身板1对电磁波的吸收效果；碳纤维具有高强度、低密度的优点，增大了隐身板1的强度，提高了舱门的载荷比。
夹芯泡沫3的材料为PVC，厚度为23mm。防弹板4为超高分子量聚乙烯纤维层压板，厚度为20mm。外蒙板2的不锈钢钢板厚度为3mm，所述外蒙板2的钢板厚度为1.5mm，内蒙板5的钢板厚度为1.5mm。
本发明的原理及使用方法：本发明舱门的隐身板的玻璃纤维层具有低发射率和较好的透波特性，降低了舱门电磁波的发射率，增大外蒙板和夹芯泡沫的电磁波的透过率，同时，透过玻璃纤维层的雷达波经过纸蜂窝层和碳纤维层被充分吸收，进一步降低电磁波的反射，实现舱门的隐身功能；外蒙板和内蒙板构成双层屏蔽层，夹芯泡沫起隔热保温作用，能够隔断方舱内外热能的对流和辐射，使舱门具有较好的电磁屏蔽功能，实现舱门的电磁屏蔽功能；防弹板采用超高分子量聚乙烯纤维层压板，应用超高分子量聚乙烯纤维具有的高强度、抗冲击性强、低密度等优点，使舱门具备较强的防弹防性能，从而实现舱门的防弹功能。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处为：碳纤维层由2层碳纤维布叠胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为30°，其它结构与实施例1一致。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处为：碳纤维层由3层碳纤维布叠胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为35°，其它结构与实施例1一致。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处为：碳纤维层由4层碳纤维布叠胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为30°，其它结构与实施例1一致。
本发明对实施例1-4制作的舱门的技术指标、工作环境进行了测试，测试结果为：
舱门的技术指标满足：R1-2GHz≤-6dB、R2-4GHz≤-8dB、R4-8GHz≤-13dB、R8-12GHz≤-13dB、R12-18GHz≤-17dB、R26.5-40GHz≤-12dB；
舱门工作环境：温度：-40℃～+55℃（舱外）；储存环境温度：-55℃～+70℃；相对湿度：（95+3）%RH （环境温度20℃±5℃ 时）；工作风速：56m/s (不破坏)。阳光辐射：1.1kW/m2（最大承受）；裹冰：2.5cm不破坏。
本发明还对实施例1-4制作的舱门的隐身、防弹和电磁屏蔽功能进行测试，其中隐身功能的测试条件为：在3～5μm，8～14μm波段下，测试热源工作状态下与周围辐射温差绝对值和发射率；电磁屏蔽功能的测试条件为：在脉冲峰值50kV/m、上升时间2.5ns、脉冲半宽度25ns、频率范围30kHz～100MHz的高空核爆电磁脉冲环境下以及在0.15MHz～30MHz、1.3GHz～6GHz、12GHz～18GHz频段电磁干扰环境条件下的电磁屏蔽性能；防弹功能的测试条件为：79式/85式7.62mm狙击步枪，53式7.62mm普通弹，100m距离正面垂直射击的损伤等级。舱门的隐身、防弹和电磁屏蔽功能的测试结果如表1所示：
表1 舱门的隐身、电磁屏蔽、防弹功能测试
由上表可知，本发明的舱门具有较好的隐身、电磁屏蔽和防弹功能特性，且实施例1中的舱门的三种功能特性最好。
以上技术特征的改变，本领域的技术人员通过文字描述可以理解并实施，故不再另作附图加以说明。
Claims (7)
1.一种高性能异型舱舱门，其特征在于，由外至内依次包括隐身板、外蒙板、夹芯泡沫、防弹板和内蒙板，所述隐身板由外至内包括玻璃纤维层、纸蜂窝层和碳纤维层，所述隐身板的玻璃纤维层、纸蜂窝层和碳纤维层通过胶膜胶粘压合而成，所述碳纤维层由3层碳纤维交错叠放并胶粘压合而成，相邻2层碳纤维布的交错角度为45°；所述防弹板为超高分子量聚乙烯纤维层压板，厚度为20-25mm。
2.根据权利要求1所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述外蒙板由不锈钢板和钢板组成，所述外蒙板的不锈钢钢板厚度为1-5mm，所述外蒙板的钢板厚度为1-5mm，所述内蒙板由钢板组成，所述内蒙板的钢板厚度为1-5mm。
3.根据权利要求2所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述外蒙板的不锈钢钢板厚度为3mm，所述外蒙板的钢板厚度为1.5mm，所述内蒙板的钢板厚度为1.5mm。
4.根据权利要求1所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述夹芯泡沫的材料为PVC，厚度为20-25mm。
5.根据权利要求4所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述夹芯泡沫的材料为PVC，厚度为23mm。
6.根据权利要求1所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述防弹板为超高分子量聚乙烯纤维层压板，厚度为20mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述一种高性能异型舱舱门，其特征在于，所述外蒙板、夹芯泡沫、隐身板相互之间通过胶粘或通过真空导入法嵌入树脂结合，所述外蒙板、隐身板、防弹板和内蒙板通过螺栓连接。
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