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美開發下一代隱形戰機用“陶瓷吸波”材料
2021年05月20日 發布 分類:技術前沿 點擊量:95
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5月18日,美國北卡羅萊納州立大學(NC state)宣稱,在海軍研究辦公室、國家科學基金會和北卡羅萊納州的支持下,該校從空軍科學研究辦公室獲得了一項資助,將用于研制下一代戰機陶瓷“皮膚”,用于代替當前的聚合物復合吸波材料。

一架空中加油的B-2戰略轟炸機

在役的隱形戰斗機和轟炸機依賴于一種吸波聚合物外殼避免被雷達發現,但這種脆弱的材料不僅成本令人吃不消,為了照顧它,還不得不犧牲飛機的性能。這種聚合物的吸波性能大概在70-80%之間,加之其他輔助,幾乎可以令戰機接近于“隱形”,但它的局限性也很明顯,比如暴露在鹽、潮濕環境下會降解,接觸其他硬度略高的材料則會被剝落,最主要的是,它的耐高溫性只有250攝氏度左右。噴氣式戰機兩個部位會形成高溫,一個是機翼前面邊緣位置,由于迎面與空氣摩擦形成熱點,一個是尾部的噴氣嘴,這也是設計師不得不設計出超長、超厚的噴嘴,以確保外皮不會對聚合物外殼造成損傷,但由此也帶來飛機燃油效率降低、速度降低、機動性能降低的后果。

F-35A閃電二型聯合攻擊戰斗機

而北卡大學的研究團隊已經開發出一種堅硬的雷達吸波材料,不僅吸波性能更好(達到90%以上),而且防水耐腐蝕,也不懼怕摩擦和高溫,還能夠在-100℃-1800℃的超寬溫域保持吸波特性。事實上它的應用也極其簡便,即將液體陶瓷前驅體噴涂在機體表面,暴露在空氣中的前體會在兩天以內固化。

這款新型吸波陶瓷材料的相關文獻包括但不限于以下:Wide-Band Tunable Microwave-Absorbing Ceramic Composites Made of Polymer-Derived SiOC Ceramic and in Situ Partially Surface-Oxidized Ultra-High-Temperature Ceramics”;

(論文地址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b16475

Ultrahigh-Temperature Ceramic–Polymer-Derived SiOC Ceramic Composites for High-Performance Electromagnetic Interference Shielding”;

(論文地址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c08479

Multifunctional Ceramic Composite System for Simultaneous Thermal Protection and Electromagnetic Interference Shielding for Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composites”。

(論文地址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c17361

編譯 YUXI


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