JP6432746B2 - 複合防弾レドーム壁およびその製造方法 - Google Patents
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Description
任意の従来の手段によって外側のAR表面層および任意選択のインピーダンス整合層を防弾コア上で組み立てることができる。次に、こうして組み立てられたレドーム壁の様々な層を、好ましくはDSCによって測定されるそのポリオレフィンの融点(Tm)未満の温度で圧力をかけることによって圧密化することができる。有用な圧力には、少なくとも50バール、時には少なくとも75バール、また他の時には少なくとも100バールの圧力が挙げられる。圧密化の温度は、Tmを10℃下回る温度とTmとの間、時にはTmを5℃下回る温度とTmを2℃下回る温度との間であることができる。その使用される温度は、シアン酸エステル樹脂の硬化温度を超える温度であるべきである。UHMWPEテープを使用する場合、好適な温度は120℃〜150℃の間、より好ましくは130℃〜140℃の間である。
[実施例1]
添付の図1は、本発明の実施形態によるレドーム壁構造10の模式的な断面斜視図である。図1に示すレドーム壁構造10は、前述の圧密化された複数枚のUHMWPEの単層から形成され、外側のAR表面層14−1、14−2それぞれの間に挟まれた防弾コア12を含む。図示した実施形態中のAR表面層14−1、14−2は、SWS構造を有する架橋ポリスチレンマイクロ波プラスチック(REXOLITE(登録商標)1422ポリスチレン)から形成される。そのAR表面層14−1、14−2はモスアイ表面である。すなわち各表面層14−1、14−2は、凹部の形のミクロ機械加工されたサブ波長表面(SWS)構造を含み、その凹部の少数の代表は、それぞれ参照番号14−1a、14−2aによって識別される。
図1Aおよび1Bに示すAR表面層14−1、14−2を有する図1の複合レドーム壁構造に、無響室中で約4GHz〜約40GHzの周波数の間の垂直入射放射線をあてた。結果を添付の図4および5に示す。
図4は、本発明によるレドーム壁構造20の別の実施形態の断面の側面図である。図1の構造と同様に、図4のレドーム壁構造20は、中実の空隙のない防弾コア22および外側のAR表面層24−1、24−2を含む。S2ガラス強化シアン酸エステル材料のそれぞれの単一プライ表面板26−1、26−2は、板26−2のうちの1枚がコア22とAR表面層24−2との間に挟まれるように防弾コア22のそれぞれ向かい合った面に隣接して位置決めされる。追加のインピーダンス整合層27および28が、シアン酸エステルシート26−1とAR表面層24−1との間に挿入される。層27は、3〜15の範囲にある誘電率(ε)を示すことができるECCOSTOCK(登録商標)HiK材料として知られる制御された誘電率の材料である。インピーダンス整合層28は、誘電率9を有するアルミナ酸化物(Al2O3)セラミックである。セラミック層28の一つの追加の機能上の目的は、それが徹甲(AP)弾などの高レベルの脅威が貫通するのを妨げるようにレドーム構造20の打撃面(strike face)としての機能を果たすため、弾道飛翔体に対する防護として役立つことである。これらの弾道飛翔体の脅威レベルは一般に国立司法省研究所(NIJ)のレベルIVの基準(10.8グラムの重量を有する公称速度868m/秒の口径30のAP弾を超える運動エネルギーと同等とみなす)を超える。
厚さ0.76mmを有するHEXCELから商業的に購入した構造用発泡ポリウレタンフォームの1層を、Sガラス強化シアン酸エステル材料16−1、16−2の各単一プライ表面板それぞれと防弾コア12との間に挿入することによって実施例1を繰り返した。こうして形成された複合レドーム壁に、無響室中で約4GHz〜約40GHzの周波数の間の垂直入射電磁線をあてた。
Claims (20)
- 中実の空隙のない内側の防弾コアと、前記防弾コアを間に挟む外側の反射防止(AR)表面層と、少なくとも1枚のインピーダンス整合層と、を含み、
前記外側の反射防止表面層が、サブ波長表面(SWS)構造であり、
前記インピーダンス整合層がセラミック材料から形成され、かつ複合レドーム壁構造の打撃面をもたらすように前記防弾コアを基準にして位置決めされる、
複合レドーム壁構造。 - 2〜40GHzの周波数において90%以上の電磁透過効率を示す、請求項1に記載の複合レドーム壁構造。
- 国立司法省研究所(NIJ)基準レベルIIIの防弾特性を示す、請求項2に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記防弾コアが、角度バイアスを与えた一方向性ポリエチレン単層の圧縮されたスタックを含む、請求項1に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記角度バイアスを与えた一方向性ポリエチレン単層が、一方向性ポリエチレンテープまたは繊維を含む、請求項4に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記ポリエチレンテープが、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる、請求項5に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記SWS構造が、架橋ポリスチレンフィルムを含む、請求項1に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記架橋ポリスチレンフィルムが、約2〜約10mmの間の厚さを有する、請求項7に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記架橋ポリスチレンフィルムが、凹状のレリーフ構造を示すようにミクロ機械加工される、請求項8に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記凹状のレリーフ構造の隣接する構造の中心が、互いに約6.0mm隔てられている、請求項9に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記防弾コアと前記AR表面層のそれぞれの層との間に挿入された少なくとも1枚の強化樹脂マトリックス層をさらに含む、請求項1に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記防弾コアと前記AR表面層の各層との間に挿入された強化樹脂マトリックス層を含む、請求項11に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記強化樹脂マトリックス層が、繊維性または粒子性補強充填材を含む、請求項12に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記補強充填材が、ガラス、黒鉛、および炭素から選択される少なくとも1種類である、請求項13に記載の複合レドーム壁構造。
- 前記打撃面が、前記外側のAR表面層のうちの外層と前記防弾コアとの間に位置決めされる、請求項1に記載の複合レドーム壁構造。
- 請求項1または15に記載の複合レドーム壁構造を含むレドーム。
- 請求項16に記載のレドームを含むレーダーシステム。
- 外側の反射防止(AR)表面層間に、中実の空隙のない内側の防弾コア及び少なくとも1枚のインピーダンス整合層を挟むステップを含み、
前記外側の反射防止表面層が、サブ波長表面(SWS)構造であり、
前記インピーダンス整合層がセラミック材料から形成され、かつ複合レドーム壁構造の打撃面をもたらすように前記防弾コアを基準にして位置決めされる、
複合レドーム壁構造の製造方法。 - 前記複合レドーム壁構造を得るのに十分な時間、高温高圧下で前記防弾コアおよびAR表面層を圧密化するステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記防弾コアおよびAR表面層を圧密化する前記ステップが、120℃〜150℃の間の温度および少なくとも50バールの圧力で実施される、請求項19に記載の方法。
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