CN114083845B - 一种宽频隐身进气道及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞行器进气道领域,具体涉及一种适用于小口径通道的宽频隐身进气道。该进气道由吸波涂层进口段、吸波周期结构出口段组成,吸波涂层进口段和吸波周期结构出口段以进气道最小截面为分界。吸波涂层进口段为进口段金属基材表面应用基于铁磁性吸收剂的吸波涂层。吸波周期结构出口段从外到里由透波蒙皮、周期结构单元层、电磁屏蔽层组成。应用该适用于小口径通道的宽频隐身进气道,可解决小口径进气道通道深处吸波涂层施工工艺复杂、维护困难、存在脱落风险等问题,同时占用空间小,且具备吸波频带宽、吸波性能好的优异隐身性能,大幅降低进气道对飞行器前向雷达隐身性能的影响。

Description

一种宽频隐身进气道及其制备方法
技术领域
本发明属于飞行器隐身技术领域,具体涉及合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道及其制备方法。
背景技术
进气道是飞行器前向最主要的雷达散射源之一,影响飞行器的隐身性能和战场生存率,需采取隐身措施降低其雷达散射截面(RCS)。目前进气道应用的隐身材料技术方案存在以下不足:
目前进气道方案主要采用在唇口及通道表面涂覆雷达吸波涂层的方案,以采用单一涂层为主,进气道隐身效果受限于涂层性能,往往只能实现窄频隐身;中国专利《一种应用吸波材料的腔体结构》(授权号:ZL 201911154550.8)公布了一种基于腔体电磁散射特征进行分区应用不同吸波材料而实现宽频隐身的腔体隐身方案,但该方案所用应用多种不同吸波频段的吸波涂层,造成施工工艺复杂化、维护困难、产品质量风险等问题。
中国专利《一种进气道内壁面电磁隐身套筒结构》(申请号:202010047064.2)公布了一种透波内壁面与进气道主体结构空隙中填充吸波涂层或PMI泡沫层的电磁隐身套筒结构,其不足之处在于,此类隐身套筒的吸波结构形式若想实现低频隐身,则需占用过大的厚度空间,难以满足实际工程应用。
中国专利《一种隔热隐身耐高温进气道及其制备方法》(申请号:CN201710889740.9)、《一种兼容雷达隐身与红外隐身的耐高温进气道及其制备方法》(申请号:CN 201710890901.6)、《一种宽频高温吸波进气道及其制备方法》(授权号:ZL201618009052.5)等专利公布了多种陶瓷基复合材料隐身进气道,但均存在成本昂贵、工艺复杂等特点,不适用于亚声速飞行器进气道隐身应用。
发明内容
基于上述不足和应用需求,本发明公开了一种适用于小口径通道的宽频隐身进气道及其制备方法,根据进气道各区域雷达散射特性的差异,对通道进口段、通道出口段采取不同的隐身措施。其中,考虑到低频雷达波主要作用于通道进口段部位,同时通道进口段部位便于吸波涂层施工操作,对通道进口段应用低频隐身性能优异的铁磁性吸波涂层,对低频雷达波进行吸收,少量进入通道出口段的雷达波在多次反射后经通道进口段进行二次吸收,实现进气道低频雷达隐身,并解决吸波结构进气道对L波段及更低频雷达波吸收效果有限的问题;由于高频雷达波更容易进入进气道通道出口段,对通道出口段应用高频吸波效果好且厚度较薄的单层或多层吸波周期结构,实现进气道高频雷达隐身;为消除吸波涂层进口段与吸波周期结构出口段对接产生的电不连续对进气道隐身性能的影响,提出过渡段设计,采用渐变型吸波周期结构过渡处理,匹配进口段吸波涂层与出口段吸波周期结构之间的电磁性能差异,避免产生散射回波,或采用锯齿形对接方式,将电不连续产生的散射回波偏离重点威胁角域;通过应用吸波涂层进口段、吸波周期结构出口段及过渡段设计,在确保施工工艺简单、厚度空间小(进气道整体厚度可控制在7mm以内)的同时,实现进气道宽频隐身性能,保证进气道结构力学性能,贴合工程化应用。本发明同时给出了一种上述宽频隐身进气道的制备方法。其中,对于通道进口段均外翻的进气道,通道进口段采用吸波涂层制备采用喷涂或刷涂工艺,对于通道进口段存在施工距离小于喷涂雾化距离的进气道,通道进口段采用刷涂工艺,该方法相比纯吸波结构方案的进气道,在制备方面解决了因进口段外形复杂带来的模具制备复杂且脱模困难等问题;吸波周期结构出口段采用预浸料热压罐或模压整体成型方案,通过胶粘及螺接方案与金属基材连接,相比纯吸波涂层进气道,解决了进气道隐身施工工艺复杂、维护困难且容易带来质量风险的难题。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种适用于小口径通道的宽频隐身进气道及其制备方法,解决纯吸波结构进气道低频隐身效果差、占用空间大,纯吸波涂层进气道施工工艺复杂、产品质量有风险等问题,通过合理采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,实现进气道宽频雷达隐身。
本发明的技术方案为:
一种综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,其特征在于:该进气道通道内表面包络直径小于200mm,进气道由吸波涂层进口段、过渡段、吸波周期结构出口段组成,进气道通道的最小截面位于过渡段中部。
所述的吸波涂层进口段以金属材料作为外侧通道承力壁面,在金属材料内侧表面及相邻的进气道唇口面上涂覆有吸波涂层材料。所述的进口段屏蔽底层为金属材料。
所述的出口段屏蔽底层为碳纤维复合材料或带导电涂层的纤维布增强复合材料中的一种。
所述的透波蒙皮与介质层为透波材料。
所述的过渡段为渐变型吸波周期结构,其中沿通道法向方向:最内层为透波蒙皮,外层为作为屏蔽底层,在两者之间有渐变周期结构单元层与介质层交替排列。
所述的出口段为吸波周期结构,其中沿通道法向方向:最内层为透波蒙皮,外层为作为屏蔽底层,在两者之间有周期结构单元层与介质层交替排列。所述的周期结构单元层是带有导电周期结构单元的纤维布与有机树脂组成。周期结构单元中以含有金属粉的片体材料周期性排列组成的电阻片阵列,要求该片体的面电阻在5Ω/□~1000Ω/□之间。片体的形状为正方形、圆形、环形、长条形、十字形、I形、H形图案中的一种,片体的特征尺寸及排列方向彼此相同。
片体的特征尺寸按如下规律渐变:在过渡段上靠近出口段位置附近,周期结构单元的尺寸为1mm~5mm;在过渡段上靠近在进口段,周期结构单元尺寸增加到50mm~500mm。在两者之间,周期结构单元片体的尺寸根据单元中心到进口段和出口段的距离单调线性变化。
上述综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,所述的透波蒙皮层为增强材料与有机树脂组成,厚度为0.1mm~2mm,所述的增强纤维是石英纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种,所述有机树脂为环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂中的一种。所述的介质层为增强材料与有机树脂组成,厚度为0.1mm~2mm,所述的增强纤维是石英纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种,所述有机树脂为环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂中的一种。
前述综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,为进气道最小截面位于过渡段中部。
前述综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,所述的过渡段(2)还可以按照如下结构组成:
过渡段分为两个部分,在过渡段上口紧靠进口段部位,屏蔽底层的内壁涂覆有吸波涂层材料;在过渡段上口紧靠出口段部位,屏蔽底层的内壁涂覆有周期结构材料。
两者的对接处为的锯齿形过渡,锯齿锥角角度为20°~80°,锯齿的高度为20mm~200mm。所述的周期结构单元层是带有导电周期结构单元的纤维布与有机树脂组成。周期结构单元中以含有金属粉的片体材料周期性排列组成的电阻片阵列,要求该片体的面电阻在5Ω/□~1000Ω/□之间。片体的形状为正方形、圆形、环形、长条形、十字形、I形、H形图案中的一种。单元形状及尺寸与出口段一致。
前述综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,所述的介质层厚度为0.3~4mm。
前述的综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,所述的透波蒙皮厚度为0.1mm~2mm。
前述的综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道,所述的过渡段还可以按照如下结构组成:
过渡段分为两个部分,在过渡段上口紧靠进口段部位,屏蔽底层为金属材料,金属唇口表面及腔体的内壁涂覆有吸波涂层材料,金属材料规格与进口段一致,吸波涂层规格与进口段完全一致;
在过渡段上紧靠出口段部位,屏蔽底层为碳纤维复合材料或带导电涂料的吸波布材料,该部分结构分层材料与出口段完全一致。
过渡段的前部紧靠进口段部位与进口段成为一体,外观及内部结构无明显区别,过渡弹的后部紧靠出口段部位,与出口段成为一体,外观及内部结构无明显区别。
过渡段前后两个部分的对接处的锯齿形过渡,锯齿锥角角度为20°~80°,锯齿的高度为20mm~200mm。
上述综合采用吸波结构单元和吸波涂层材料的宽频隐身进气道的制备方法,当过渡段采用渐变周期结构单元时,按以下工艺步骤制备成型:
出口段及过渡段的成型步骤如下:
第一步:按照常规方法制备出口段及过渡段后部分透波蒙皮预浸料、介质层预浸料和电磁屏蔽层预浸料备用。
第二步:制备出口段及过渡段后部分周期结构单元层;
取一层或多层介质层预浸料进行预固化,将铝、铜、金、银金属粉的一种与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上制备周期结构单元,形成一层或多层周期结构单元层,备用。
在上述步骤中,通过控制不同区域印刷的图案的形状,使过渡段部分对应周期结构单元上的形状尺寸等比例渐变。
第三步:吸波周期结构出口段及过渡段整体成型
将制备好的透波蒙皮预浸料、周期结构单元层、介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料按顺序铺层,放于模具中,采用热压罐或模压整体成型。成型后根据进气道出口段外形进行机加工,形成吸波周期结构出口段。
所述的吸波涂层进口段的制备成型步骤如下:
第一步,按常规方法加工进气道进口段的金属通道部件。,
第二步,选用市售吸波材料,采用喷涂或刷涂工艺在进口段金属基材表面刷涂涂料,涂层固化后,对通道内壁的吸波涂层边缘及唇口的吸波涂层边缘进行适量打磨处理,使在涂层边缘部位厚度逐渐过渡到0厚度,得到进口段。
最后通过胶粘或螺接的方式将过渡段、出口段安装于与吸波涂层进口段的金属基体连接,得到进气道部件。
前述的适用于小口径通道的宽频隐身进气道,当过渡段包含有锯齿形过渡图案时,按以下工艺步骤制备成型:
出口段及过渡段后部的成型步骤如下:
第一步:按照常规方法制备出口段及过渡段后部分透波蒙皮预浸料、介质层预浸料和电磁屏蔽层预浸料备用。
第二步:制备出口段及过渡段后部分周期结构单元层
取一层或多层介质层预浸料进行预固化,将铝、铜、金、银金属粉的一种与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上制备周期结构单元,形成一层或多层周期结构单元层,备用。
第三步:吸波周期结构出口段及过渡段后部整体成型
将制备好的透波蒙皮预浸料、周期结构单元层、介质层预浸料、电磁屏蔽层(8)预浸料按顺序铺层,放于带锯齿的模具中,采用热压罐或模压整体成型。成型后根据进气道出口段外形进行机加工,形成吸波周期结构出口段。
所述的吸波涂层进口段及过渡段的前部的制备成型步骤如下:
第一步,按常规方法加工对锯齿形状的进气道进口段及过渡段的前部金属通道部件。,
第二步,选用市售吸波材料,采用喷涂或刷涂工艺在进口段金属基材表面刷涂涂料,涂层固化后,对通道内壁的吸波涂层锯齿形边缘及唇口的吸波涂层边缘进行适量打磨处理,使在涂层边缘部位厚度逐渐过渡到0厚度,得到进口段。
最后通过胶粘或螺接的方式将过渡段、出口段安装于与吸波涂层进口段的金属基体连接,得到进气道部件。
附图说明
图1为本发明一种适用于小口径通道的宽频隐身进气道示意图。
图2为本发明周期结构单元层的吸波周期结构出口段横断面示意图。
图3为本发明过渡段锯齿形设计示意图。
图4为三种周期结构单元层的周期结构单元图案示意图。
图5为三种渐变型周期结构单元层的渐变型周期结构单元图案示意图。
1、进气道通道进口段;2、进气道通道出口段;3、进气道过渡段;
4、进气道最小截面;5、透波蒙皮;6、周期结构单元层;7、介质层;
8、电磁屏蔽层。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本方案做进一步说明。
对于有宽频隐身性能要求且通道口径小的进气道,可参考实施例1和实施例2。对于通道口径较大且对低频隐身要求高的进气道,可参考实施例3。对于无低频隐身性能要求、厚度设计空间大,且进气道进口段外形无复杂曲面的进气道,可参考实施例4。
实施例1
第一步:制备透波蒙皮预浸料、介质层预浸料和电磁屏蔽层预浸料
准备好石英纤维布、碳纤维布,按通道出口段所需形状裁剪透波蒙皮石英纤维布、介质层石英纤维布,注意靠近通道进口段(1)一侧裁剪为锯齿形,锯齿边缘后掠角与弹翼前缘后掠角保持一致,设置为35°;按常规预浸料制备方法,将透波蒙皮石英纤维布、介质层石英纤维布和碳纤维布用环氧树脂充分浸渍,制成透波蒙皮预浸料、介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料待用。
第二步:制备周期结构单元层
取两层介质层预浸料进行预固化,将银粉与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合调配制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上分别制备圆形周期结构单元(直径10mm,间距2mm)和正方形周期结构单元(边长25mm,间距5mm),周期结构单元厚度控制在40μm~80μm,形成两层周期结构单元层,方阻分别为40Ω/sq和70Ω/sq。
第三步:吸波周期结构出口段整体成型和安装
依据透波蒙皮1mm,上下介质层1.5mm和2mm,电磁屏蔽层2.5mm的厚度设计,分别为将制备好的透波蒙皮预浸料、周期结构单元层(圆形图案)、上层介质层预浸料、周期结构单元层(正方形图案)、下层介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料按顺序铺层,放于模具中,采用热压罐整体成型。成型后根据进气道出口段外形进行机加工,形成吸波周期结构出口段。通过胶粘与螺接相结合的方式将吸波周期结构出口段与吸波涂层进口段的金属基体基材连接。
第四步:制备吸波涂层进口段
以羟基铁和金属微粒作为吸收剂,为按配方比例要求调配形成低频吸波涂料。对吸波周期结构出口段表面,特别是锯齿形区域粘贴纸胶带进行保护,采用刷涂工艺在进口段5.5mm厚的金属基材表面刷涂1.5mm厚吸波涂料,固化后拆除保护,对吸波涂层表面、锯齿形边缘、唇口边缘进行适量打磨处理,完成吸波涂层进口段制备,形成宽频隐身进气道。
通过上述方式制备的宽频隐身进气道,经试验验证,在2~18GHz重点角域达到8~14dB的RCS减缩。
实施例2
第一步:制备透波蒙皮预浸料、介质层预浸料和电磁屏蔽层预浸料
准备好玻璃纤维布,按所需形状裁剪,在玻璃纤维布上喷涂导电涂料,制成导电涂层布。
准备好玻璃纤维布,按通道出口段与过渡段连接上的形状,裁剪透波蒙皮玻璃纤维布、介质层玻璃纤维布。按常规预浸料制备方法,将透波蒙皮玻璃纤维布、介质层玻璃纤维布、导电涂层布用酚醛树脂充分浸渍,制成透波蒙皮预浸料、介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料。
第二步:制备周期结构单元层
取一层介质层预浸料进行预固化,将铜等金属、合金及其氧化物粉体与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合调配制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料通道出口段区域上制备环形周期结构单元(外径100mm,内径40mm,间距4mm),介质层预浸料通道出口段区域上制备渐变型环形周期结构单元(外径150mm~100mm,内径90~40mm,直径按10mm递减,间距4mm),周期结构单元厚度控制在40μm~80μm,形成周期结构单元层,方阻为50Ω/sq。
第三步:吸波周期结构出口段、渐变型吸波结构过渡段整体成型和安装
依据透波蒙皮1.2mm,介质层2.5mm、电磁屏蔽层0.3mm的厚度设计,分别为将制备好的透波蒙皮预浸料、周期结构单元层、介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料按顺序铺层,放于模具中,采用模压整体成型。通过胶粘与螺接相结合的方式将吸波周期结构出口段、渐变型吸波结构过渡段一体化结构安装于1mm厚过渡段和出口段金属基材表面。
第四步:制备吸波涂层进口段
以铁氧体和金属氧化物作为吸收剂,为按配方比例要求调配形成低频吸波涂料。对吸波结构唇口及吸波周期结构出口段表面粘贴纸胶带进行保护,采用刷涂工艺在3.7mm厚进口段金属基材表面刷涂1.3mm厚吸波涂料,固化后拆除保护,对吸波涂层边缘及表面适量打磨处理,完成吸波涂层进口段制备,形成宽频隐身进气道。
实施例3
制备低频吸波涂层进气道:以铁氧体和金属氧化物作为吸收剂,为按配方比例要求调配形成低频吸波涂料。采用刷涂工艺在进气道金属基材表面刷涂1.6mm厚低频吸波涂料,固化后拆除保护,对吸波涂层边缘及表面适量打磨处理,形成低频隐身进气道。
实施例4
制备吸波周期结构进气道:
第一步:制备透波蒙皮预浸料、介质层预浸料和电磁屏蔽层预浸料
准备好芳纶纤维布、碳纤维布,按进气道形状裁剪透波蒙皮芳纶纤维布、介质层芳纶纤维布,按常规预浸料制备方法,将透波蒙皮芳纶纤维布、介质层芳纶纤维布和碳纤维布用氰酸酯树脂充分浸渍,制成透波蒙皮预浸料、介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料待用。
第一步:制备周期结构单元层
取三层介质层预浸料进行预固化,将铝粉与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合调配制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上分别制备长条周期结构单元(15mm×5mm,间距4mm)、十字周期结构单元(20mm×8mm,间距6mm)、H字周期结构单元(长条30mm×10mm,短条10mm×10mm,间距10mm),周期结构单元厚度控制在40μm~80μm,形成三层周期结构单元层,上述三层材料中,导电层方阻分别为10Ω/sq、100Ω/sq、200Ω/sq
(3)整体成型
依据透波蒙皮1mm,上中下介质层1mm、1.5mm、1.5mm,电磁屏蔽层2mm的厚度设计,分别为将制备好的透波蒙皮预浸料、周期结构单元层(长条形图案)、上层介质层预浸料、周期结构单元层(十字形图案)、中层介质层预浸料、周期结构单元层(H字形图案)、下层介质层预浸料、电磁屏蔽层预浸料按顺序铺层,放于模具中,采用模压整体成型。成型后根据进气道外形进行机加工,形成吸波周期结构进气道。

Claims (7)

1.一种宽频隐身进气道,其特征在于:该进气道通道内表面包络直径小于200mm,进气道由吸波涂层进口段(1)、过渡段(3)、吸波周期结构出口段(2)组成;吸波涂层进口段(1)与吸波周期结构出口段(2)以进气道最小截面(4)为分界,进气道最小截面(4)位于过渡段(3)中部;
所述的吸波涂层进口段(1)以金属材料作为外侧通道承力壁面,在金属材料内侧表面及相邻的进气道唇口面上涂覆有吸波涂层材料;
所述的过渡段(3)为渐变型吸波周期结构,其中沿通道法向方向:最内层为透波蒙皮(5),外层为屏蔽底层,在两者之间有渐变周期结构单元层(6)与介质层(7)交替排列;
所述吸波周期结构出口段(2)为吸波周期结构,其中沿通道法向方向:最内层为透波蒙皮(5),外层为作为屏蔽底层,在两者之间有周期结构单元层(6)与介质层(7)交替排列;
所述的屏蔽底层为碳纤维复合材料或带导电涂层的纤维布增强复合材料中的一种。
2.一种如权利要求1所述的宽频隐身进气道,其特征在于,所述的过渡段(3)还可以按照如下结构组成:
过渡段(3)分为两个部分,在过渡段上口紧靠进口段部位,屏蔽底层的内壁涂覆有吸波涂层材料;在过渡段上口紧靠出口段部位,屏蔽底层的内壁涂覆有周期结构材料;过渡段(3)前后两个部分的对接处的锯齿形过渡,锯齿锥角角度为20°~80°,锯齿的高度为20mm~200mm。
3.一种如权利要求1或2所述的宽频隐身进气道,其特征在于,所述的透波蒙皮层(5)和介质层(7)为增强纤维与有机树脂组成,透波蒙皮层(5)厚度为0.1mm~2mm,所述增强纤维为石英纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种,所述有机树脂为环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂中的一种,介质层(7)厚度为0.3~4mm。
4.根据权利要求1或2所述的宽频隐身进气道,其特征在于:所述的周期结构单元层(6)由带有导电周期结构单元的纤维布与有机树脂组成;所述周期结构单元是以含有铝、铜、金或银金属粉的片体材料周期性排列组成的电阻片阵列,要求该片体的面电阻在5Ω/□~1000Ω/□之间;片体的形状为正方形、圆形、环形、长条形、十字形、I形、H形图案中的一种,片体的特征尺寸及排列方向彼此相同。
5.根据权利要求4所述的宽频隐身进气道,其特征在于:所述片体的特征尺寸按如下规律渐变:在过渡段上靠近出口段位置,周期结构单元的尺寸为1mm~5mm;在过渡段上靠近进口段,周期结构单元尺寸为50mm~500mm;在两者之间,周期结构单元片体的尺寸根据单元中心到进口段和出口段的距离单调线性变化。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的宽频隐身进气道的制备方法,其特征在于,按以下工艺步骤制备成型:
一、出口段(2 )及过渡段(3 )的成型:
第一步:制备出口段(2)及过渡段(3)后部分透波蒙皮(5)预浸料、介质层(7)预浸料和电磁屏蔽层(8)预浸料备用;
第二步:制备出口段及过渡段后部分周期结构单元层(6)
取一层或多层介质层预浸料进行预固化,将金属粉与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上制备周期结构单元,形成一层或多层周期结构单元层(6),备用;
通过控制不同区域印刷的图案形状,使过渡段部分对应周期结构单元上的形状尺寸等比例渐变;
第三步:吸波周期结构出口段(2)及过渡段(3)整体成型
将制备好的透波蒙皮(5)预浸料、周期结构单元层(6)、介质层(7)预浸料、电磁屏蔽层(8)预浸料按顺序铺层,放于模具中,采用热压罐或模压整体成型,成型后根据进气道出口段外形进行机加工,形成吸波周期结构出口段(2);
二、进口段(1)的制备成型:
第一步,按常规方法加工进气道进口段(1)的金属通道部件;
第二步,选用市售吸波材料,采用喷涂或刷涂工艺在进口段金属基材表面刷涂涂料,涂层固化后,对通道内壁的吸波涂层边缘及唇口的吸波涂层边缘进行适量打磨处理,使在涂层边缘部位厚度逐渐过渡到0厚度,得到进口段(1);
最后通过胶粘或螺接的方式将过渡段(3)、出口段(2)安装于与吸波涂层进口段(1)的金属基体连接,得到进气道部件。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的宽频隐身进气道的制备方法,其特征在于,当过渡段包含有锯齿形过渡图案时,按以下工艺步骤制备成型:
出口段(2)及过渡段(3)后部的成型步骤如下:
第一步:按照常规方法制备出口段(2)及过渡段后部分透波蒙皮(5)预浸料、介质层(7)预浸料和电磁屏蔽层(8)预浸料备用;
第二步:制备出口段及过渡段后部分周期结构单元层(6)
取一层或多层介质层预浸料进行预固化,将铝、铜、金或银金属粉的一种与高分子粘接剂、溶剂及辅料混合制成电阻浆料,采用丝网印刷工艺,在介质层预浸料上制备周期结构单元,形成一层或多层周期结构单元层(6),备用;
第三步:吸波周期结构出口段(2)及过渡段(3)后部整体成型
将制备好的透波蒙皮(5)预浸料、周期结构单元层(6)、介质层(7)预浸料、电磁屏蔽层(8)预浸料按顺序铺层,放于带锯齿的模具中,采用热压罐或模压整体成型;成型后根据进气道出口段外形进行机加工,形成吸波周期结构出口段(2);
进口段(1)及过渡段(3)的前部的制备成型步骤如下:
第一步,按常规方法加工对锯齿形状的进气道进口段及过渡段(3)的前部金属通道部件;
第二步,选用市售吸波材料,采用喷涂或刷涂工艺在进口段金属基材表面刷涂涂料,涂层固化后,对通道内壁的吸波涂层锯齿形边缘及唇口的吸波涂层边缘进行适量打磨处理,使在涂层边缘部位厚度逐渐过渡到0厚度,得到进口段(1);
最后通过胶粘或螺接的方式将过渡段(3)、出口段(2)安装于与吸波涂层进口段(1)的金属基体连接,得到进气道部件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115230191A (zh) * 2022-07-25 2022-10-25 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种隐身盒段零件的成型方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007168491A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 航空機用インテークダクト
CN109532143A (zh) * 2018-12-04 2019-03-29 北京机电工程研究所 一种防/隔热隐身一体化蒙皮及其制备方法
CN111516340A (zh) * 2020-07-03 2020-08-11 宁波曙翔新材料股份有限公司 一种隐身抗毁屏蔽材料及其制备方法
CN113378488A (zh) * 2021-05-23 2021-09-10 中国航发沈阳发动机研究所 一种航空发动机前向雷达隐身性能提升方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050257847A1 (en) * 2004-05-24 2005-11-24 Alenia Aeronautica S.P.A. Multi-layer duct for air distribution in air conditioning systems for vehicles, in particular aircrafts, and an element for fixing the duct to the structure of an aircraft
IT201800003182A1 (it) * 2018-03-01 2019-09-01 Leonardo Spa Procedimenti per la fabbricazione di componenti strutturali radar-assorbenti per velivoli in materiale composito con inserzione di nanoplacchette di grafene.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007168491A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 航空機用インテークダクト
CN109532143A (zh) * 2018-12-04 2019-03-29 北京机电工程研究所 一种防/隔热隐身一体化蒙皮及其制备方法
CN111516340A (zh) * 2020-07-03 2020-08-11 宁波曙翔新材料股份有限公司 一种隐身抗毁屏蔽材料及其制备方法
CN113378488A (zh) * 2021-05-23 2021-09-10 中国航发沈阳发动机研究所 一种航空发动机前向雷达隐身性能提升方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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结构吸波材料与飞行器隐身技术;黄英;《战术导弹技术》;19950630(第01期);第32-35、46页 *

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