一种置入型吸波复合材料结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种置入型吸波复合材料结构，特别涉及一种以碳纤维复合材料作为承载部，超材料金属微结构作为吸波部的集“吸波-承载”于一体的具有隐身功能的吸波复合材料结构。
【背景技术】
[0002]复合材料如碳纤维/环氧和碳纤维/双马已广泛应用在歼击机和战斗机的机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了很好的减重作用，大大提高了机体的抗疲劳、耐腐蚀等性能。隐身性是新一代战机提出的重要技术要求，虽然复合材料能够起到很好的减重效果，但是却不能满足新一代战机隐身性的要求。目前实现隐身功能常采用两种方式，一种是结构隐身(如锯齿蒙皮)，另一种是通过外饰隐身涂料得以实现。通过结构隐身的效果有限，且增加了复合材料的制造难度，而外饰隐身涂料在实施工艺和功效方面都有着难克服的缺点，如图层的厚度控制及图层与机体的粘结力弱等。
[0003]超材料是一种人工电磁材料，为细小的金属微结构组织，通过电路模拟频率选择表面的技术(该技术由美国学者B.A.Munk及其研宄伙伴创立)实现吸波功能，能够很好地满足新一代飞机隐身需求。玻璃纤维和Kevlar纤维的电阻率高，是很好的透波材料，但纤维本身拉伸模量较低，但高性能碳纤维复合材料是雷达能量的强反射体，不能实现隐身功能。高性能的碳纤维需要与其它减缩雷达散射截面(RCS)的超材料相结合才能达到减小雷达散射截面(RCS)的目的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集“吸波-承载”于一体的具有隐身功能的吸波复合材料结构，通过超材料金属微结构吸波，能够很好地满足新一代飞机的隐身需求。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种置入型吸波复合材料结构，它包括透波载体结构、胶膜、超材料金属微结构和外表面经过打磨粗化的下层碳纤维承载结构，所述的透波载体结构包括上层透波载体结构和中层透波载体结构，上层透波载体结构通过胶膜与中层透波载体结构连接，中层透波载体结构中置入有超材料金属微结构，中层透波载体结构与下层碳纤维承载结构通过胶膜粘接。
[0006]所述的透波载体结构至少由两层透波性预浸料铺叠而成且透波载体结构的厚度小于或等于Imm0
[0007]所述的透波性预浸料为石英纤维、玻璃纤维和Kevlar纤维中的一种或多种的组入口 ο
[0008]所述的下层碳纤维承载结构至少由一层碳纤维固化而成。
[0009]本发明的有益效果是:本发明重量较轻，具有较好的减重作用；同时本发明集“吸波-承载”于一体，且将超材料金属微结构置入透波性纤维(石英纤维、玻璃纤维)中，通过电路模拟频率选择表面实现吸波功能，能够很好地满足新一代飞机的隐身要求。
【附图说明】
[0010]图1为本发明结构示意图；
图中，1-上层透波载体结构，2-胶膜，3-中层透波载体结构，4-超材料金属微结构，5-下层碳纤维承载结构。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0012]如图1所示，一种置入型吸波复合材料结构，它包括透波载体结构、胶膜2、超材料金属微结构4和外表面经过打磨粗化的下层碳纤维承载结构5，所述的透波载体结构包括上层透波载体结构I和中层透波载体结构3，上层透波载体结构I通过胶膜2与中层透波载体结构3连接。为实现“吸波-承载” 一体化结构，需要将超材料金属微结构4置入中层透波载体结构3中，超材料置入复合材料可让复合材料具备吸波功能，从而实现隐身效果。中层透波载体结构3与下层碳纤维承载结构5通过胶膜2粘接。通过上述方式，本发明即为集“吸波-承载”于一体的多层复合材料结构。
[0013]优选地，所述的透波载体结构至少由两层透波性预浸料铺叠而成且透波载体结构的厚度小于或等于1mm。
[0014]所述的透波性预浸料为石英纤维、玻璃纤维和Kevlar纤维中的一种或多种的组入口 ο
[0015]所述的下层碳纤维承载结构5至少由一层碳纤维固化而成。
[0016]本发明的实施步骤如下:①、按预先设计好的铺层顺序铺叠透波性预浸料，形成透波载体结构；?、用溶剂清洗干净已固化且外表面经过打磨粗化的下层碳纤维承载结构5 ;③、在已清洗干净的碳纤维承载结构表面铺贴一层高温胶膜2 (即粘接剂)，在胶膜之上安放置入有超材料金属微结构4的中层透波载体结构3，然后中层透波载体结构3之上再通过高温胶膜与上层透波载体结构I粘接、先将整个结构体封装真空袋，然后在热压罐中固化。
[0017]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种置入型吸波复合材料结构，其特征在于:它包括透波载体结构、胶膜(2)、超材料金属微结构(4)和外表面经过打磨粗化的下层碳纤维承载结构(5)，所述的透波载体结构包括上层透波载体结构(I)和中层透波载体结构(3)，上层透波载体结构(I)通过胶膜(2)与中层透波载体结构(3)连接，中层透波载体结构(3)中置入有超材料金属微结构(4)，中层透波载体结构(3)与下层碳纤维承载结构(5)通过胶膜(2)粘接。
2.根据权利要求1所述的一种置入型吸波复合材料结构，其特征在于:所述的透波载体结构至少由两层透波性预浸料铺叠而成且透波载体结构的厚度小于或等于1_。
3.根据权利要求2所述的一种置入型吸波复合材料结构，其特征在于:所述的透波性预浸料为石英纤维、玻璃纤维和Kevlar纤维中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种置入型吸波复合材料结构，其特征在于:所述的下层碳纤维承载结构(5)至少由一层碳纤维固化而成。
【专利摘要】本发明公开了一种置入型吸波复合材料结构，它包括透波载体结构、胶膜（2）、超材料金属微结构（4）和外表面经过打磨粗化的下层碳纤维承载结构（5），所述的透波载体结构包括上层透波载体结构（1）和中层透波载体结构（3），上层透波载体结构（1）通过胶膜（2）与中层透波载体结构（3）连接，中层透波载体结构（3）中置入有超材料金属微结构（4），中层透波载体结构（3）与下层碳纤维承载结构（5）通过胶膜（2）粘接。本发明在具有较好的减重作用，同时集“吸波-承载”于一体，且将超材料金属微结构（4）置入透波性纤维中，通过电路模拟频率选择表面实现吸波功能，能够很好地满足新一代飞机的隐身要求。
【IPC分类】H01Q17-00
【公开号】CN104617400
【申请号】CN201510052662
【发明人】张艳芳, 冷卫红, 罗辑, 刘安黎, 王阳, 闫超
【申请人】成都飞机工业（集团）有限责任公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月2日