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美开发下一代隐形战机用“陶瓷吸波”材料
2021年05月20日 发布 分类:技术前沿 点击量:1318
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5月18日,美国北卡罗莱纳州立大学(NC state)宣称,在海军研究办公室、国家科学基金会和北卡罗莱纳州的支持下,该校从空军科学研究办公室获得了一项资助,将用于研制下一代战机陶瓷“皮肤”,用于代替当前的聚合物复合吸波材料。

一架空中加油的B-2战略轰炸机

在役的隐形战斗机和轰炸机依赖于一种吸波聚合物外壳避免被雷达发现,但这种脆弱的材料不仅成本令人吃不消,为了照顾它,还不得不牺牲飞机的性能。这种聚合物的吸波性能大概在70-80%之间,加之其他辅助,几乎可以令战机接近于“隐形”,但它的局限性也很明显,比如暴露在盐、潮湿环境下会降解,接触其他硬度略高的材料则会被剥落,最主要的是,它的耐高温性只有250摄氏度左右。喷气式战机两个部位会形成高温,一个是机翼前面边缘位置,由于迎面与空气摩擦形成热点,一个是尾部的喷气嘴,这也是设计师不得不设计出超长、超厚的喷嘴,以确保外皮不会对聚合物外壳造成损伤,但由此也带来飞机燃油效率降低、速度降低、机动性能降低的后果。

F-35A闪电二型联合攻击战斗机

而北卡大学的研究团队已经开发出一种坚硬的雷达吸波材料,不仅吸波性能更好(达到90%以上),而且防水耐腐蚀,也不惧怕摩擦和高温,还能够在-100℃-1800℃的超宽温域保持吸波特性。事实上它的应用也极其简便,即将液体陶瓷前驱体喷涂在机体表面,暴露在空气中的前体会在两天以内固化。

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

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

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

(论文地址: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”。

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

编译 YUXI


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