DE3410502C2 - Regen-Erosionsschutz - Google Patents

Regen-Erosionsschutz

Info

Publication number
DE3410502C2
DE3410502C2 DE3410502A DE3410502A DE3410502C2 DE 3410502 C2 DE3410502 C2 DE 3410502C2 DE 3410502 A DE3410502 A DE 3410502A DE 3410502 A DE3410502 A DE 3410502A DE 3410502 C2 DE3410502 C2 DE 3410502C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
infrared
erosion protection
rain erosion
thermoplastic
window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3410502A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3410502A1 (de
Inventor
Werner Dr.-Phys. 7775 Bermatingen Scherber
Hans Wolfgang Dr.-Phys. 7997 Immenstaad Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dornier GmbH
Original Assignee
Dornier System GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dornier System GmbH filed Critical Dornier System GmbH
Priority to DE3410502A priority Critical patent/DE3410502C2/de
Priority to EP84108902A priority patent/EP0137930A3/de
Priority to US06/649,817 priority patent/US4708419A/en
Publication of DE3410502A1 publication Critical patent/DE3410502A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3410502C2 publication Critical patent/DE3410502C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B60J1/20—Accessories, e.g. wind deflectors, blinds
    • B60J1/2094—Protective means for window, e.g. additional panel or foil, against vandalism, dirt, wear, shattered glass, etc.
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • G02B1/105—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/068—Ultra high molecular weight polyethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Regen-Erosionsschutz für Infrarot-Komponenten (IR-Dome oder IR-Fenster) für das dritte atmosphärische Fenster (8-13,5 μm) an Fluggeräten, der aus einem Überzug der IR-Komponenten aus infrarotdurchlässigem thermoplastischem Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Regen-Erosionsschutz für Infrarot-Komponenten wie z. B. IR-Dome oder IR-Fenster für das dritte atmosphärische Fenster (8 — 13,5 μπι) an Flugzeugen.
Infrarotsensoren haben eine grosse Bedeutung im Bereich der militärischen Aufklärung und der Zielerfassung. Dies gilt in zunehmendem Maße auch für das dritte atmosphärische Fenster im fernen Infrarot (8—13,5 μπι), da in diesem Wellenlängenbereich Objekte mit Temperaturen nahe dem Umgebungstemperaturbereich durch die von ihnen emittierte Wärmestrahlung sichtbar gemacht werden können.
Vorwärtsblickende Infrarotsysteme von Flugzeugen und Flugkörpein müssen gegenüber Umgebungseinflüssen geschützt werden. Dies erfolgt üblicherweise durch Abdeckungen (IR-Fenster, IR-Dome). Da die meisten Festkörper im Wellcnlängenbereich von 8-13,5|im undurchsichtig sind, sind nur sehr wenige Materialien als Fensterwerkstoffe geeignet.
In Frage kommen Germanium, Zinksulfid, Galliumarsenid und Zinkselenid. Nachteilig bei diesen Materialien ist ihre geringe Regen-Erosionsbeständigkeit, die einen Aliwettereinsatz in vielen Fällen praktisch ausschliesst. Dies gilt insbesondere für Zinkselenid, dem Werkstoff, der wegen geringer Transmissions- und Absorptionsverluste im Welleniängenbereich von 8— !3,5 μΐη fur IR-Fenster besonders gut geeignet ist Hier liegt die Beregnungszeit, nach der die IR-Transmission um 50% abgesunken ist, für übliche Testbedingungen (Geschwindigkeit 0,68 Mach. Regenintensität 25 mm/h) bei einigen 10 s.
Polyurethanbeschichtungen, wie sie zum Schutz von glasfaserverstärkten Kunststoffen eingesetzt werden, haben demgegenüber ca. hundertfach höhere Standzeiten. Sie sind jedoch nicht infrarotdurchlässig und daher für die gegebene Aufgabe nicht geeignet.
Bei Silizium, einem bewährten IR-Fensterwerkstoff für das mittlere Infrarot ist die 50% Transmissionszeit ca. lOOOfach höher als bei Zinkselenid, jedoch ist Silizium im fernen Infrarot nicht mehr transmittierend, also ebenfalls nicht mehr für die gestellte Aufgabe zu verwenden.
Für den fernen Infrarotbereich gibt es bis·: er lediglich Materialien mit geringer Regen-Erosionsbeständigkeit, die im Allwetterbetrieb selbst für nur mäßig schnell fliegendes Fluggerät nicht geeignet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regen-Erosionsschutz für IR-Dome und IR-Fenster zu schaffen, der im dritten atmosphärischen Fenster durchlässig ist und eine hohe Regen-Erosionsbeständigkeit bewirkt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Überzug, der aus einem infrarotdurchlässigen thermoplastischen Kunststoff besteht
Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.
Thermoplaste sind bisher als Werkstoffe für die Aussenhaut von schnellen Fluggeräten nicht gebräuchlich. Es wurde gefunden, daß die Thermoplaste eine ausreichende Regen-Erosionsbeständigkeit für die Verwendung an schnellen Fluggeräten aufweisen. Die Erfindung erlaubt erstmals den Allwettereinsatz von vorwärtsblickenden Infrarotsystemen, die auch im dritten atmosphärischen Fenster arbeiten, an rasch fliegendem Fluggerät.
Die erfindungsgemässen Materialien schützen die empfindlichen Infrarot-Komponenten mechanisch und vor chemischen Angriffen. Die meisten dieser Materialien schützen die Infrarot-Komponenten auch vor Feuchtigkeit. Die glatten Oberflächen der Materialien erfordern keine speziellen Oberflächenbehandlungen wie Schleifen oder Polieren. Die Regen-Erosionsbeständigkeit von Infrarot-Komponenten, speziell von IR-Fenstern und IR-Domen für das dritte atmosphärische Fenster wird insbesondere durch einen Polyethylenüberzug der Komponenten wesentlich «rhöht.
Es wurde gefunden, daß die beanspruchten Stoffe eine gute Regen-Erosionsbeständigkeit besitzen. Die besten Ergebnisse wurden mit Polyethylen erzielt, insbesondere mit ultrahochmolekularem Polyethylen. PoIyethylen besitzt ferner die gewünschten geringen Transmissions- und Reflexionsverluste im dritten atmosphärischen Fenster. Der teilkristalline Werkstoff ist zwar im sichtbaren Teil des Spektrums nur transparent, infolge der geringen Grösse der Kristallite wird er jedoch mit wachsender Wellenlänge im fernen Infrarot durchsichtigt.
Der Kristallinitätsgrad und das Gefüge (z. B. globulare Überstrukturen) sind in an sich bekannter Weise durch den molekularen Aufbau (Molekulargewicht, Linearität) sowie durch Wärmebehandlung beeinflussbar.
Die beanspruchten Schutzüberzüge können fest mit
den Infrarot-Komponenten verbunden werden, z. B.
durch Schmelzkleben. Es ist jedoch auch ein loser Ver-
bund möglich, bei dem der Thermoplastüberzug z. B. auf die Infrarot-Komponenten gepresst wird. In diesem Falle können entstehende Spalte zwischen Thermoplastüberzug und Infrarot-Komponente durch eine Indexmatchingsubstanz ausgefüllt werden (z. B. Wachs).
Durch einen Teil der Überzüge, z. B. durch einen Po-Iyethylenüberzug werden auch Antireflexschichten der optischen Komponenten geschützt, und zwar nicht nur gegenüber Regenerosion, sondern auch gegenüber Feuchtigkeit. Dies erlaubt den Einsatz selbst hygroskopischer Substanzen für Antireflexschichten.
Die Dicke der Überzüge ist beliebig einstellbar. Die Überzüge müssen so dick sein, daß eine Zerstörung des empfindlichen IR-Komponenten-Werkstoffes unter dem Überzug zuverlässig vermieden wird.
Es ist auch möglich, Infrarot-Komponenten nicht nur mit Thermoplasten zu überziehen, sondern sie vollständig aus Thermoplasten herzustellen. Wegen der relativ geringen Festigkeit gängiger Thermoplastsorten ist diese Möglichkeit derzeit auf kleine Flächen oder auf Spezialfälle geringer tnschanischer Belastung beschränkt Die Verwendung von orientierten, höchstfesten Thermopiaten, die z. B. durch die Methode der gerichteten Erstarrung hergestellt werden können, erlaubt es, Infrarot-Fenster und ähnliche Komponenten vollständig aus Thermoplasten herzustellen. Dabei ist die Anisotropie der relevanten Eigenschaften (Doppelbrechung, Regen-Erosionsbeständigkeit, Festigkeit) bei der Auslegung der Infrarot-Komponenten zu berücksichtigen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die bekannt niedrige Wärmeleitfähigkeit und die bekannt niedrige Temperaturleitfähigkeit der verwendeten Thermoplaste. Gebräuchliche Infrarot-Fvnster tonnen durch die mit dem Flug verbundene, aerodynamische Erwärmung und einen damit verbundenen Transem, isionsverlust in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden. So beginnt etwa Germanium bei Temperaturen von mehr als 6O0C seine Transparenz zu verlieren. Die Wärmeleitfähigkeit sowie die Temperaturleitfähigkeit der erfindungsgemässen Kunststoffe ist wesentlich geringer als die der üblichen IR-Fenster-Werkstoffe. So beträgt z. B. die Temperaturleitfähigkeit von Polyethylen 0,165 χ 10-6m2/s und die Wärmeleitfähigkeit 035 W/ Km. Demgegenüber ist die Temperaturleitfähigkeit von Germanium mit 3,55 χ 10~6m2/s um einen Faktor 21 und die Wärmeleitfähigkeit mit 5,86 W/Km um den Faktor 17 größer als die von Polyethylen.
Bei kurzzeitiger Beanspruchung, wie sie für bestimmte Flugkörper typisch sind, kann durch den Kunststoffüberzug eine unzulässig hohe Erwärmung somit wirksam verhindert werden.
55
60
65

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Regen-Erosionsschutz für Infrarot-Komponenten wie z. B. IR-Dome oder IR-Fenster für das dritte atmosphärische Fenster (8—13,5 μπι) an Fluggeräten, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Überzug der IR-Komponenten aus infrarotdurchlässigem thermoplastischen Kunststoff besteht
2. Regen-Erosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Polyethylen, PoIyetheretherketon, Polysulfon, Polyphenylenoxid, Perflouralkoxy-CopoIymer, Polyethersulfon, Polyacetal, Polyamid, Polypropylen oder einem flourhaltigen Thermoplast besteht.
3. Regen-Erosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus ultrahochmolekularem Polyethylen besteht
4. Regen-Erosionsschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus amorphem Material besteht, oder, falls er aus teilkristallinem Material besteht, die Kristallite kleiner als die Infrarotwellenlänge sind.
5. Verfahren zum Aufbringen eines Regenschutzes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Schmelzkleben an eine Infrarotkomponente oder durch Aufpressen erfolgt, wobei möglicherweise entstehende Spalte zwischen Thermoplastüberzug und Infrarotkomponente zur Reduzierung der Reflexverluste in an sich bekannter Weise mit einer Substanz gefüllt werden können, deren Brechungsindex gleich dem des Thermoplastüberzugs gewählt wird.
6. Komponente für ein Infrarotsystem, insbesondere IR-Fenster oder IR-Dome, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem orientierten höchstfesten Thermoplast besteht, der z. B. durch gerichtete Erstarrung hergestellt wurde.
DE3410502A 1983-09-14 1984-03-22 Regen-Erosionsschutz Expired DE3410502C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3410502A DE3410502C2 (de) 1983-09-14 1984-03-22 Regen-Erosionsschutz
EP84108902A EP0137930A3 (de) 1983-09-14 1984-07-27 Schutzüberzug oder Fenster
US06/649,817 US4708419A (en) 1983-09-14 1984-09-12 Protection of IR sensitive equipment

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3333165 1983-09-14
DE3410502A DE3410502C2 (de) 1983-09-14 1984-03-22 Regen-Erosionsschutz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3410502A1 DE3410502A1 (de) 1985-03-28
DE3410502C2 true DE3410502C2 (de) 1985-12-19

Family

ID=25813984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3410502A Expired DE3410502C2 (de) 1983-09-14 1984-03-22 Regen-Erosionsschutz

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3410502C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415974A1 (de) * 1984-04-28 1985-10-31 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Verwendung eines regen-erosionsschutzes

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3745078C2 (de) * 1986-06-18 1995-11-16 Raytheon Co Infrarotdurchlässiges optisches Bauteil und Verfahren zum Verfestigen der Oberfläche eines optischen Bauteils
GB2192733B (en) * 1986-06-18 1991-02-06 Raytheon Co Impact resistant and tempered optical elements
US6399190B1 (en) 1996-07-25 2002-06-04 Raytheon Company Infrared-transparent structure including an adherent, infrared-transparent polymer layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415974A1 (de) * 1984-04-28 1985-10-31 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Verwendung eines regen-erosionsschutzes

Also Published As

Publication number Publication date
DE3410502A1 (de) 1985-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3880629T2 (de) Dicke, stossresistente Antireflexbeschichtungen für IR-durchlässige optische Elemente.
DE19927683C1 (de) Sonnen- und Wärmestrahlen reflektierende Verbundglasscheibe
EP1577084B1 (de) Kunststoff-Verbundscheibe für die Fahrzeugverscheibung
DE3783790T2 (de) Schuetzender ueberzug fuer sonneschutzfilme.
DE4318114C2 (de) Sensoreinrichtung
EP0137930A2 (de) Schutzüberzug oder Fenster
DE1646230A1 (de) Transparenter Schichtstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE60111889T2 (de) Silizium-Wärmeisolierungsdecke
DE69224348T2 (de) Verwendung einer hitzevernetzten Polyurethanschicht zur Reflexionsunterdrückung des Reststrahlenbands bei 8-12 Mikrometers
DE112018004356T5 (de) Laminat mit eingelegter sichtbehinderung aufweisend bessere festigkeit und optische qualität
DE3410501A1 (de) Radomwerkstoff
DE69115363T2 (de) Infrarotdurchlässiges Schutzfenster
DE3410502C2 (de) Regen-Erosionsschutz
DE202021004291U1 (de) Verglasung mit Lichtquelle
EP2796288B1 (de) Fahrzeugscheibe mit einem optischen Filter
DE19512864C1 (de) Autoglasscheibe für einen Regensensor
CH662189A5 (de) Optisches element.
DE102010004443A1 (de) In Windschutzscheibe integrierter Tageslichtfilter für IR-Sensoren
DE3037205C2 (de) Schutzeinrichtung für optische bzw. IR-Fenster
CH660707A5 (de) Mehrschichtsystem fuer waermeschutzanwendung.
DE2210505A1 (de) Verfahren zur herstellung einer entspiegelungsschicht auf optischen elementen aus transparentem thermisch empfindlichem material, insbesondere aus kunststoff
EP0250741B1 (de) Multispektrale Tarnfolie
EP0432491A2 (de) Sichtfenster, insbesondere für Hitze-Schutzbekleidung
WO1994001793A1 (de) Strahlenschutzanordnung mit integriertem bestrahlungs-indikator
DE202008002287U1 (de) Glasbauteil, umfassend wenigstens ein Glaselement aus einem herkömmlichen Glas und einer Funktionsbeschichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: B64D 47/00

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3415974

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3415974

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3415974

Format of ref document f/p: P

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DORNIER GMBH, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee