KR20220139147A - 항공기 도어용 전자파 흡수체 - Google Patents
항공기 도어용 전자파 흡수체 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220139147A KR20220139147A KR1020210045419A KR20210045419A KR20220139147A KR 20220139147 A KR20220139147 A KR 20220139147A KR 1020210045419 A KR1020210045419 A KR 1020210045419A KR 20210045419 A KR20210045419 A KR 20210045419A KR 20220139147 A KR20220139147 A KR 20220139147A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electromagnetic wave
- wave absorber
- aircraft
- aircraft door
- conductive core
- Prior art date
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 12
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 11
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 6
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 specifically Substances 0.000 description 8
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229910001848 post-transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XEVZIAVUCQDJFL-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Fe].[Si] Chemical compound [Cr].[Fe].[Si] XEVZIAVUCQDJFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
- H05K9/0083—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive non-fibrous particles embedded in an electrically insulating supporting structure, e.g. powder, flakes, whiskers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/065—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
- B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
- B32B7/025—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
- B64C1/1407—Doors; surrounding frames
- B64C1/1461—Structures of doors or surrounding frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/005—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems using woven or wound filaments; impregnated nets or clothes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/18—Aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
본 발명은 전도성 심재 양면에 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하며, 상기 면재는 섬유 강화 플라스틱을 포함하고, 양방향에서 동시에 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체를 제공한다.
Description
본 발명은 항공기 도어용 전자파 흡수체에 관한 것으로, 상세하게, 우수한 전자파 흡수능을 가지며, 기계적 강도가 높고, 양방향에서 동시에 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는 항공기 도어용 전자파 흡수체에 관한 것이다.
스텔스 (stealth) 기능은 레이더로부터 입사되는 전자파를 흡수하여 반사파가 발생하지 않도록 함으로써, 상대의 레이더망에 포착되는 확률을 낮추는 은폐 기술로, 차세대 항공기의 중요한 조건 중 하나이다. 따라서, 상대의 감시망을 피해 원하는 임무를 안전하고 정확하게 수행하기 위해서는 항공기에 전자파 흡수체를 적용하는 것이 필요하다.
일반적으로 전자파 흡수체를 항공기 바디에 적용하여 스텔스 기능을 수행하게 되는데, 전자파 흡수체는 입사파의 에너지를 줄이거나 반사파를 필터링하여 전자파를 흡수하도록 구성된다. 종래에는 일방향 전자파 흡수체를 항공기 바디에 적용하여 상대 레이더로부터 입사되는 전자파를 항공기 바디 외부에서 흡수하도록 하였다. 그러나, 항공기의 내부무장도어 또는 착륙장치도어가 열려있을 경우에는 도어 내부에 의해 반사되는 전자파의 양이 증가하게 되어 상대의 레이더에 탐지될 확률이 높아지게 된다.
따라서 항공기 운행 중 도어가 열린 상태에서도 전자파 흡수가 가능하여 스텔스 기능을 수행할 수 있는 전자파 흡수체의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 양방향 전자파 흡수체를 항공기 도어에 적용하여 항공기 운행 중 도어 개폐와 상관없이 전자파 흡수 성능을 발현할 수 있는 항공기 도어용 전자파 흡수체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 항공기 운행속도 및 고도에 따라 발생하는 외력에 대해 기계적 강도가 개선된 항공기 도어용 전자파 흡수체를 제공하는 것이다.
본 발명은,
전도성 심재 양면에 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하며,
상기 면재는 섬유 강화 플라스틱을 포함하고,
양방향에서 동시에 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체를 제공한다.
일 양태에 따르면, 상기 전자파 흡수체의 반사손실 (Reflection loss)는 10 dB 이하일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 섬유 강화 플라스틱은 유리섬유 강화 플라스틱 및 유기소재 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 섬유 강화 플라스틱은, 탄소나노튜브, 카본블랙, 그래핀 및 환원된 산화 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전도성 물질을 더 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 전도성 심재는 아라미드 허니콤 (Aramid Honeycomb) 및 발포 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 전도성 심재는 자성입자, 금속입자 및 탄소재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전자파 흡수물질과 복합화된 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 복합재는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
관계식 1
6 ≤ A1/A2 ≤ 26
상기 관계식 1에서, A1은 상기 전도성 심재의 평균 두께이며, 상기 A2는 상기 면재의 평균 두께이다.
일 양태에 따르면, 상기 복합재 내 면재의 평균 두께는 1 내지 2 ㎜일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 전자파 흡수체는 상기 복합재 양면에 적층된 저항 피막을 더 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 전자파 흡수체는 최외층에 보호층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항공기 도어용 전자파 흡수체는 양방향에서 동시에 전자파를 흡수할 수 있어, 항공기 운행 중 도어 개폐와 상관없이 우수한 전자파 흡수 성능을 나타내는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 항공기 도어용 전자파 흡수체는 샌드위치 구조의 복합재를 적용하여 경량화 및 기계적 강도 향상 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기 도어용 전자파 흡수체의 구조를 나타낸 도면이다
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
본 발명은, 전도성 심재 양면에 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하며, 상기 면재는 섬유 강화 플라스틱을 포함하고, 양방향에서 동시에 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체를 제공한다.
전자파에 대한 스텔스 기술은 입사되는 전자파를 레이더의 방향이 아닌 다른 방향으로 산란시키는 반사파 감소 형상화 방법과 입사하는 전자파를 흡수 또는 간섭을 통해 소멸시키는 전자파 흡수체를 사용하는 방법으로 분류된다. 형상화 방법만으로는 100%의 은폐를 할 수 없으므로 전자파 흡수체의 개발은 스텔스 성능 구현을 위해 반드시 필요한 분야이다.
종래에는 일방향 전자파 흡수체를 항공기 바디에 적용하여 상대 레이더로부터 입사되는 전자파를 항공기 바디 외부에서 흡수하도록 하였다. 일방향 전자파 흡수체는 전자파 흡수체 기준 한쪽 방향에서 입사되는 전자파는 흡수 가능하지만, 반대 방향에서 입사되는 전자파는 모두 반사하는 특성을 가지는 전자파 흡수체를 지칭한다. 이에, 항공기 운행 중 도어가 닫혀있을 경우에는 전자파 흡수체에 의한 스텔스 성능 구현이 가능하나, 내부무장도어 또는 착륙장치도어가 열려있을 경우에는 전자파가 도어 내부면에 의해 반사되어 상대 레이더에 탐지될 확률이 높아지게 된다.
본 출원인은 항공기용 전자파 흡수체에 관한 연구를 수행하는 과정에서, 전도성 심재 양면에 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함함으로써 양방향에서 동시에 전자파를 흡수할 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상술한 발견에 기반한 본 발명에 따른 항공기 도어용 전자파 흡수체는 전도성 심재 양면에 섬유 강화 플라스틱을 포함하는 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하여, 경량화가 가능하면서도 우수한 기계적 강도를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기 도어용 전자파 흡수체 (100)의 구조를 나타낸 도면이다. 상기 복합재 (110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 면재 (111), 전도성 심재 (112) 및 면재 (111)가 샌드위치 구조로 적층 형성된다.
상기 면재 (111)는 유리섬유 강화 플라스틱 및 탄소섬유 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 플라스틱은, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 그래핀 및 환원된 산화 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전도성 물질을 더 포함할 수 있다. 이에 따라 입사된 전자파를 흡수하여 전자파의 세기를 감소시킨 상태로 하부에 위치하는 전도성 심재 (112)로 전달할 수 있다.
상기 전도성 심재 (112)는 아라미드 허니콤 (Aramid Honeycomb) 및 발포 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 아라미드 허니콤은 아라미드 소재, 구체적으로 아라미드 용지 (aramid paper)를 코어 재료로 사용하여 제조된 허니콤 구조의 재료로, 육각 형태의 셀로 구성될 수 있다.
상기 발포 플라스틱은 발포 폴리올레핀 (Polyolefin) 일 수 있으며, 비한정적인 예로, 상기 발포 플라스틱은 발포 폴리에틸렌 (polyethylene, PE), 발포 폴리프로필렌 (Polypropylene, PP) 또는 발포 폴리메타아크릴미드 (Polymethacrylimide, PMI) 일 수 있다.
상기 발포 플라스틱은 플라스틱에 발포제를 첨가하여 유리전이온도 또는 용융점 이상의 온도에서 플라스틱이 용융된 상태에서 가스를 발생시켜 제조된 것일 수 있다. 즉 상기 발포 플라스틱은 다공성 형상으로 성형된 것으로, 내부에는 다량의 기포가 존재할 수 있다. 상기 기포는 형상에 따라 독립 기포 (closed-cell)와 연속 기포 (open cell) 구조로 분류된다. 독립 기포는 닫혀진 기포, 즉 기포 벽 (cell wall)에 의해 둘러싸인 기포를 의미하며, 연속 기포는 기포가 연통되어 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 발포 플라스틱 내 독립 기포율은 80% 이상, 좋게는 80 내지 90%일 수 있다. 상기 범위의 상기 범위의 독립 기포율을 가지는 발포 폴리프로필렌의 경우 구조적 안정성이 증가하여 우수한 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 이때 독립 기포율은 단위면적에 형성된 기포들 중 닫혀진 기포의 분율을 의미하며, ASTM D-2856 시험법으로 기포 밀도측정기 (air pycnometer)를 사용하여 측정할 수 있다.
한편, 상술한 기계적 강도를 유지하면서도 전자파 흡수에 의해 발산되는 열에너지를 효율적으로 제거하여 전자파 차폐능을 높이기 위한 측면에서, 상기 발포 플라스틱 내 기포의 평균 크기는 200 ㎛ 이하, 좋게는 10 내지 200 ㎛ 일 수 있다.
상기 전도성 심재 (112)는 자성입자, 금속입자 및 탄소재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전자파 흡수물질과 복합화된 것일 수 있다.
종래에는 완전 전기 전도체 (perfect electric conductor, PEC)를 이용하여, 입사되는 전자파의 공진효과를 활용하여 전자파를 흡수하는 기술을 적용하였으나, 이 경우 전자파 흡수율이 낮으며 특히 측면부에서 입사되는 전자파에 대한 저감 효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체는, 전자파 흡수물질이 상기 전도성 심재와 복합화된 구조를 포함함으로써 전자파에 대한 흡수율을 현저히 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 전도성 심재는 특정 패턴형상을 갖는 음각부를 포함하며, 상기 음각부에 선택적으로 상기 전자파 흡수물질을 포함함으로써 이로 인한 회로망 효과를 나타낼 수 있다. 상기 음각부는 노광 및 현상을 거쳐 형성된 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 음각부의 깊이는 2 내지 50 ㎛, 좋게는 5 내지 50㎛이 되도록 패턴화할 수 있다. 또한 상기 음각부의 골의 폭은 2 내지 1000 ㎛, 좋게는 10 내지 1000 ㎛이며, 음각부의 골과 골 사이의 간격, 즉 양각부의 폭은 50 내지 1000 ㎛, 좋게는 100 내지 1000 ㎛일 수 있다.
상기 전도성 심재는 상술한 패턴형상을 갖는 음각부에 상기 전자파 흡수물질을 포함함으로써, 전자파 흡수물질이 전도성 심재와 복합화된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 회절 및 산란을 통해 전면부에서 입사되는 전자파를 효율적으로 감소시키고, 측면부에서 입사되는 전자파를 효율적으로 포집할 수 있어 전자파 흡수체의 전자파 흡수율을 현저히 증가시킬 수 있다.
상기 전도성 심재 (112)는 총 중량에 대해 1 내지 5 중량%의 전자파 흡수물질을 포함함으로써 입사된 전자파의 세기를 효율적으로 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 심재의 음각부에 의한 주기성 패턴에 따른 회로망 효과로, 상기 전자파 흡수물질의 전자 이동을 유발시켜 전류와 저항을 발생시키고 열에너지로 발산시킬 수 있다.
상기 자성입자는 연자성 금속입자 및 페라이트계 자성입자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 연자성 금속입자는 외부에서 자기장이 인가되었을 때 신속하게 자화될 수 있는 금속합금 입자일 수 있으며, 구체적인 예로, 철-크롬-실리콘 합금, 철-크롬 합금, 철-실리콘-알루미늄 합금, 철-실리콘 합금, 니켈-철 합금, 니켈-아연 합금 및 망간-아연 합금을 들 수 있다.
자성입자의 평균 입자크기가 과도하게 커지는 경우, 자성입자가 서로 접촉한다 할지라도 입자와 입자 사이의 공간이 너무 커 전자파 차폐에 불리하다. 이에, 상기 자성입자는 100 ㎛ 이하의 평균 입자크기를 갖는 것이 유리하며 구체적으로 1 내지 100 ㎛의 평균 입자크기를 갖는 것이 유리하다.
상기 금속입자의 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이금속, 전이후금속, 또는 이들의 알로이 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다만, 보다 우수한 전자파 차폐능을 확보하는 측면에서, 상기 금속입자는 은 입자; 백금 입자; 은이나 백금과 상이한 이종 금속의 코어에 은 또는 백금의 쉘을 갖는 코어-쉘 입자; 또는 이들의 혼합 입자를 포함할 수 있다. 코어-쉘 구조의 입자인 경우, 은이나 백금과 상이한 이종 금속의 코어는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이금속 및 전이후금속에서 선택되는 금속이면 무방하며, 이러한 코어 물질의 실질적인 일 예로, 저 비용으로 원료 수급이 용이하며 전도도가 우수한 구리, 니켈, 알루미늄 등을 들 수 있으나, 본 발명이 코어를 이루는 구체적 물질에 의해 한정될 수 없음은 물론이다.
전도성 심재 내에서 안정적인 전도성 네트워크를 형성하기 위한 측면에서 상기 금속입자는 평균 입자크기 1 내지 100 ㎛를 갖는 것이 유리하다.
상기 탄소재는 1차원 나노구조를 갖는 전도성 탄소재, 2차원 나노구조를 갖는 전도성 탄소재 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 1차원 나노구조를 갖는 전도성 탄소재는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 얇은 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 탄소 섬유 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 2차원 나노구조를 갖는 전도성 탄소재는 그래핀, 환원된 산화 그래핀 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 탄소재에 의한 전도성 네트워크 형성 측면에서 1차원 나노구조를 갖는 전도성 탄소재의 단축 직경 대비 장축 길이의 비인 장단축비(aspect ratio)는 102 내지 106의 범주에 속할 수 있으며, 2차원 나노 구조를 갖는 전도성 탄소재의 평균 직경은 수십 나노미터 내지 수백 마이크로미터 오더(order), 구체적으로 50nm 내지 100μm일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 복합재 (110)는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
관계식 1
6 ≤ A1/A2 ≤ 26
상기 관계식 1에서, A1은 상기 전도성 심재의 평균 두께이며, 상기 A2는 상기 면재의 평균 두께이다.
상기 관계식 1을 만족하는 전자파 흡수체는 경량화가 가능하면서도 우수한 기계적 강도를 부여할 수 있어, 항공기 외부에서 발생하는 음압과 항공기 내부에서 발생하는 양압 차이로 인한 구조적 변형을 억제할 수 있다. 나아가, 항공기 운행 중 도어가 열릴 경우 걸리는 외부 공기력에 의한 강한 외력에도 상기 변형을 최소화하여 안정적인 전자파 흡수 성능을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 6.3 ≤ A1/A2 ≤ 25.4일 수 있다.
이로 인해 본 발명의 항공기 도어용 전자파 흡수체는 종래와 동일한 전자파 흡수체 두께를 가지더라도, 향상된 기계적 강도를 가질 수 있다.
한편, 군용 레이더 주파수 대역인 X-band (8.2~12.4 GHz)에서 최적의 전자파 흡수 특성을 나타내기 위한 측면에서, 상기 복합재 내 면재의 평균 두께는 1 내지 2 ㎜, 좋게는 1 내지 1.5 ㎜일 수 있다.
상기 전자파 흡수체 (100)은 상기 복합재 (110) 양면에 적층된 저항 피막 (121)을 더 포함할 수 있다.
상기 저항 피막 (121)은 입사된 전자파에 의해 표면에 유도 전류가 흐르면서 자체 저항에 의해서 일부 에너지를 열로 흡수할 수 있어 1차적으로 전자파를 흡수하기 위한 것으로, 카본소재 또는 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 비한정적인 예로, 상기 저항 피막은 ITO (Indium Tin Oxide), 카본잉크 등의 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 또는 폴리이미드 (PI) 필름 등의 기재 위에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전자파 흡수체 (100)는 최외층에 보호층 (122)을 포함할 수 있다. 상기 보호층 (122)은 하도 (프라이머) 및 상도를 포함하는 도막일 수 있으며, 구체적으로 에폭시 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 보호층이 전자파 흡수체의 최외층에 적층됨에 따라 외부 환경으로부터 전자파 흡수체를 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체는 상술한 구조를 가짐으로써, 10 dB 이하, 구체적으로 5 내지 10 dB의 반사손실 (Reflection loss)을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전자파 흡수체는 내부에 대칭구조의 복합재를 포함함에 따라 전자파의 입사방향과 상관없이, 전자파 흡수체의 양방향에서 동일한 주파수 대역의 전자파를 동시에 흡수할 수 있게 된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 적용한 항공기 도어를 포함하는 항공기는, 운행 중 도어가 열린 경우에도 전자파 흡수 기능을 효율적으로 발현할 수 있어 향상된 은폐력을 나타내는 효과를 가진다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 전자파 흡수체
110: 복합재
111: 면재
112: 전도성 심재
121: 저항 피막
122: 보호층
110: 복합재
111: 면재
112: 전도성 심재
121: 저항 피막
122: 보호층
Claims (10)
- 전도성 심재 양면에 면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하며,
상기 면재는 섬유 강화 플라스틱을 포함하고,
양방향에서 동시에 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 전자파 흡수체의 반사손실 (Reflection loss)는 10 dB 이하인, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 섬유 강화 플라스틱은 유리섬유 강화 플라스틱 및 유기소재 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제3항에 있어서,
상기 섬유 강화 플라스틱은, 탄소나노튜브, 카본블랙, 그래핀 및 환원된 산화 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전도성 물질을 더 포함하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 심재는 아라미드 허니콤 (Aramid Honeycomb) 및 발포 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제5항에 있어서,
상기 전도성 심재는 자성입자, 금속입자 및 탄소재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 전자파 흡수물질과 복합화된 것인, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 복합재는 하기 관계식 1을 만족하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체.
관계식 1
6 ≤ A1/A2 ≤ 26
상기 관계식 1에서, A1은 상기 전도성 심재의 평균 두께이며, 상기 A2는 상기 면재의 평균 두께이다. - 제7항에 있어서,
상기 복합재 내 면재의 평균 두께는 1 내지 2 ㎜인, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 전자파 흡수체는 상기 복합재 양면에 적층된 저항 피막을 더 포함하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체. - 제1항에 있어서,
상기 전자파 흡수체는 최외층에 보호층을 포함하는, 항공기 도어용 전자파 흡수체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210045419A KR102549250B1 (ko) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 항공기 도어용 전자파 흡수체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210045419A KR102549250B1 (ko) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 항공기 도어용 전자파 흡수체 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220139147A true KR20220139147A (ko) | 2022-10-14 |
| KR102549250B1 KR102549250B1 (ko) | 2023-06-30 |
Family
ID=83599832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210045419A KR102549250B1 (ko) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 항공기 도어용 전자파 흡수체 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102549250B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115674819A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-02-03 | 湖南博翔新材料有限公司 | 一种宽带吸波材料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031685A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 電波吸収体 |
| JP2012071591A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-04-12 | Inoac Corp | 繊維強化成形体及びその製造方法 |
| JP2018163979A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 繊維強化複合材料成形体及びその製造方法 |
-
2021
- 2021-04-07 KR KR1020210045419A patent/KR102549250B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031685A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 電波吸収体 |
| JP2012071591A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-04-12 | Inoac Corp | 繊維強化成形体及びその製造方法 |
| JP2018163979A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 繊維強化複合材料成形体及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115674819A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-02-03 | 湖南博翔新材料有限公司 | 一种宽带吸波材料及其制备方法 |
| CN115674819B (zh) * | 2023-01-03 | 2023-07-21 | 湖南博翔新材料有限公司 | 一种宽带吸波材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102549250B1 (ko) | 2023-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yao et al. | Polymer-based lightweight materials for electromagnetic interference shielding: A review | |
| Ahmad et al. | Stealth technology: Methods and composite materials—A review | |
| Kim et al. | Carbon‐Based Radar Absorbing Materials toward Stealth Technologies | |
| Choi et al. | Broadband microwave-absorbing honeycomb structure with novel design concept | |
| KR102023397B1 (ko) | 양면형 전파흡수체 | |
| Tirkey et al. | Electromagnetic absorber design challenges | |
| Zhang et al. | Recent progress in microwave absorption of nanomaterials: composition modulation, structural design, and their practical applications | |
| CN105762531A (zh) | 一种网状分层结构式电磁波吸收超材料 | |
| Wang et al. | Research progress on electromagnetic wave absorption based on magnetic metal oxides and their composites | |
| KR101383658B1 (ko) | 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체 및 이의 형성 방법 | |
| KR102549250B1 (ko) | 항공기 도어용 전자파 흡수체 | |
| Zhou et al. | Broadband electromagnetic absorbing performance by constructing alternate gradient structure (AGS) for PMMA-based foams | |
| Aswathi et al. | EMI shielding fundamentals | |
| CN113285242A (zh) | 基于耶路撒冷十字图案的电阻性fss宽带吸波结构及其fss单元 | |
| Indrusiak et al. | Low cost and easily scalable microwave absorbing material based on three-layer honeycomb sandwich structures | |
| Mishra et al. | Recent progress in electromagnetic absorbing materials | |
| Cheng et al. | Synergistic effects between carbon nanotube and anisotropy-shaped Ni in polyurethane sponge to improve electromagnetic interference shielding | |
| KR102529268B1 (ko) | 전자파 차폐 부재 및 이를 포함하는 전자장치 | |
| Chen et al. | Multi-objective optimization design of radar absorbing sandwich structure | |
| Ma et al. | MXenes for electromagnetic interference (EMI) shielding | |
| CN211184811U (zh) | 一种多功能透明吸波贴膜 | |
| Bhavya et al. | Advanced Materials for Aerospace Applications | |
| KR102512140B1 (ko) | 전자파 흡수체 | |
| Tirkey et al. | A paper based perfect electromagnetic wave absorber using conducting grid pattern | |
| Elagib et al. | THE ROLE OF HIGH--PERFORMANCE MICROWAVE ABSORBING MATERIALS IN ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING: A REVIEW OF THE ADVANCED INTERNAL DESIGN OF POLYMER--BASED NANO--COMPOSITES. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |