CN217415131U - 一种隐身结构 - Google Patents

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张岩
谢立云
彭铮
赵小勇
王艳丽
丘杭海
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Abstract

本实用新型提出了一种隐身结构，铺设在基材上，自上而下依次包括：第一PEEK阻抗匹配层、第一改性PEEK吸收层、第二PEEK阻抗匹配层、第二改性PEEK吸收层、第三PEEK阻抗匹配层、电磁功能膜层；第一改性PEEK吸收层和第二改性PEEK吸收层包括：玻璃纤维和聚醚醚酮PEEK树脂以及填充在玻璃纤维中的短切玻璃纤维，电磁功能膜层包括：环氧树脂和填充在环氧树脂中的短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球。韧性、损伤容限性能、抗冲击，抗裂纹扩展等性能较好；成型周期短，生产效率高，节约成本；可实现结构减重；具有重塑性，可以循环利用，提高零件的修理性，降低报废率，废料也可回收；具有良好的耐热性能。

Description

一种隐身结构
技术领域
本实用新型属于航空航天亚音速隐身技术领域，特别是涉及一种隐身结构。
背景技术
亚音速飞行器由于飞行速度较慢，易被敌方雷达探测并受到攻击，飞行距离较远的亚音速飞行需要提高其自身的隐身性能。
目前的隐身性能设计以材料隐身设计和外形隐身设计为主，随着探测技术的提高及飞行器在敌方区域纵深飞行的需求，隐身性能指标越来越重要。
传统的结构隐身材料一般为热固型复合材料，但是热固型复合材料通常采用热压罐生产工艺，成型时间长，而且在材料运输、存储、工艺准备、实施等方面要求都比较严格，因此生产成本比较高。
实用新型内容
本实用新型提供一种隐身结构，解决现有结构隐身材料成型时间长，而且生产成本比较高的问题。
本实用新型提供一种隐身结构，铺设在基材上，自上而下依次包括：第一 PEEK阻抗匹配层、第一改性PEEK吸收层、第二PEEK阻抗匹配层、第二改性PEEK吸收层、第三PEEK阻抗匹配层、电磁功能膜层；
第一改性PEEK吸收层和第二改性PEEK吸收层包括：玻璃纤维和聚醚醚酮PEEK树脂以及填充在玻璃纤维中的短切玻璃纤维，电磁功能膜层包括：环氧树脂和填充在环氧树脂中的短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球。
可选的，所述第一PEEK阻抗匹配层、所述第二PEEK阻抗匹配层和所述第三PEEK阻抗匹配层的厚度依次增加。
可选的，所述第一PEEK阻抗匹配层、所述第二PEEK阻抗匹配层和所述第三PEEK阻抗匹配层的厚度分别为1mm、1.4mm和1.7mm。
可选的，所述第一改性PEEK吸收层和所述第二改性PEEK吸收层的厚度一致。
可选的，所述第一改性PEEK吸收层和所述第二改性PEEK吸收层的厚度为0.15～0.25mm。
可选的，所述电磁功能膜层的厚度为0.8～1.1mm。
可选的，电磁功能膜层中短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球的比例为70-80％。
本实用新型提供一种隐身结构，通过采用不连续/连续纤维增强(如碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维)聚醚醚酮(PEEK)热塑性树脂结构，使得其韧性、损伤容限性能、抗冲击，抗裂纹扩展等性能较好；成型周期短，生产效率高，节约成本；可实现结构减重；具有重塑性，可以循环利用，提高零件的修理性，降低报废率，废料也可回收；具有良好的耐热性能。热塑型复合材料在飞行器结构中的应用，可以缩短零件制造周期，提高其结构的抗冲击性能，减轻结构的重量，减少导弹的生产和使用成本。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的隐身结构的结构示意图；
图2是本实用新型一实施例提供的隐身结构的反射率曲线示意图；
附图标记说明：
1—第一PEEK阻抗匹配层；
2—第一改性PEEK吸收层；
3—第二PEEK阻抗匹配层；
4—第二改性PEEK吸收层；
5—第三PEEK阻抗匹配层；
6—电磁功能膜层。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本实用新型造成不必要的模糊。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1是本实用新型一实施例提供的隐身结构的结构示意图，如图1所示，本实用新型一实施例提供的隐身结构，自上而下(以金属基材为下层)依次为第一PEEK阻抗匹配层1、第一改性PEEK吸收层2、第二PEEK阻抗匹配层3、第二改性PEEK吸收层4、第三PEEK阻抗匹配层5和电磁功能膜层6。
第一PEEK阻抗匹配层1、第一改性PEEK吸收层2、第二PEEK阻抗匹配层3、第二改性PEEK吸收层4、第三PEEK阻抗匹配层5和电磁功能膜层6， 6层按照阻抗渐变匹配、损耗逐增的设计思路，使电磁波尽可能减少在材料表面反射，尽可能多的进入材料内部，同时要求进入材料内部的电磁波要能够有效的损耗掉。
第一改性PEEK吸收层和第二改性PEEK吸收层采用聚醚醚酮PEEK树脂基短切玻璃纤维材料，聚醚醚酮PEEK树脂基短切玻璃纤维材料包括：玻璃纤维和聚醚醚酮PEEK树脂以及填充在玻璃纤维中的短切玻璃纤维；
电磁功能膜层采用环氧树脂基电损耗型吸收剂；电损耗型吸收剂包括：短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球；故电磁功能膜层包括：环氧树脂和填充在环氧树脂中的短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球。
本实用新型设计主要由两个方面决定：一是当电磁波入射到复合吸波材料表面时，由于复合吸波材料输入阻抗与大气阻抗的差异会导致一部分电磁波在复合吸波材料表面发生反射无法进入复合吸波材料内部，在设计复合吸波材料时，要考虑阻抗匹配的问题。通过加入阻抗匹配层改善复合吸波材料与大气的阻抗匹配条件，减少电磁波的反射量，使更多的电磁波进入复合吸波材料内部加以损耗。阻抗匹配层有较低的电磁波吸收能力，若电磁波直接打到电磁功能膜层上，吸收剂的加入会使吸收层与大气的阻抗逐渐出现差异，且随着吸收剂含量的增加越加明显，在大气与吸收层之间，需要构造一层过渡层即阻抗匹配层，降低第一次的回波反射，让更多的电磁波进入到吸收层中进行能量转换作用。
电磁功能膜层内从上至下添加的短切碳纤维、短切碳化硅纤维以及炭黑、玻璃微球的比例逐渐增加，使得其复介电常数虚部和复磁导率虚部逐渐增大，对电磁波的损耗逐渐增加。
本实用新型以填充纤维增强体的PEEK为树脂机体，添加短切玻纤不仅能够作为调控材料电磁特性的变量之一，使材料电性能调控维度更大，更可提高复合吸波材料物理力学性能。各层材料之间采用真空辅助成型工艺，制备多层结构复合吸波材料。
如下表1示出了本实用新型提供的隐形结构的其它性能。
表1
序号 项目 性能
1 纵向拉伸强度 ≥300MPa
2 纵向拉伸模量 ≥15Gpa
3 横向拉伸强度 ≥300MPa
4 横向拉伸模量 ≥15Gpa
5 纵向压缩强度 ≥380MPa
6 纵向压缩模量 ≥25GPa
7 横向压缩强度 ≥380MPa
8 横向压缩模量 ≥25GPa
9 弯曲强度 ≥350MPa
10 弯曲模量 ≥15GPa
11 纵横剪切强度 ≥80MPa
12 纵横剪切模量 ≥5GPa
13 层间剪切强度 ≥35MPa

Claims (5)

1.一种隐身结构，其特征在于，铺设在基材上，自上而下依次包括：第一PEEK阻抗匹配层、第一改性PEEK吸收层、第二PEEK阻抗匹配层、第二改性PEEK吸收层、第三PEEK阻抗匹配层、电磁功能膜层；
所述第一PEEK阻抗匹配层、所述第二PEEK阻抗匹配层和所述第三PEEK阻抗匹配层的厚度依次增加。
2.根据权利要求1所述的隐身结构，其特征在于，所述第一PEEK阻抗匹配层、所述第二PEEK阻抗匹配层和所述第三PEEK阻抗匹配层的厚度分别为1mm、1.4mm和1.7mm。
3.根据权利要求1所述的隐身结构，其特征在于，所述第一改性PEEK吸收层和所述第二改性PEEK吸收层的厚度一致。
4.根据权利要求3所述的隐身结构，其特征在于，所述第一改性PEEK吸收层和所述第二改性PEEK吸收层的厚度为0.15～0.25mm。
5.根据权利要求1所述的隐身结构，其特征在于，所述电磁功能膜层的厚度为0.8～1.1mm。
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