一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构的制作方法

本发明属于复合材料应用，具体涉及一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构。

背景技术：

1、以前的舰炮防护罩大多采用金属材料制作，存在重量重、隐身性能差等缺点。在当前军方要求武器装备轻量化和隐身性能好的趋势下，复合材料因具有密度低、比强度高、比模量高、材料具有可设计性等优点，此外某些复合材料还具有热稳定性、抗疲劳、抗冲击、透电磁波、耐腐蚀等优良性能，因此复合材料应用于舰炮防护罩成为必然选择。当今国外的舰炮、飞机、装甲车辆、导弹、舰船等装备大量使用复合材料，提高了武器装备的适装性和机动性。国内的武器装备也正在加大复合材料的使用范围，但是舰炮防护罩使用的复合材料种类和结构比较单一，尚未检索到有其他种类和结构形式的复合材料应用于舰炮防护罩，制约了舰炮防护罩性能的提升。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：在现今使用的舰炮防护罩复合材料的基础上扬长避短，提出一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，在满足同等结构强度和刚度的条件下，实现舰炮防护罩的轻量化，提升雷达隐身效果。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，所述多层复合材料结构依次包括：外蒙皮1、第一泡沫层2、第一胶膜、第二泡沫层4、第二胶膜、第三泡沫层5、内蒙皮6、内衬7；各部分之间用胶粘剂粘接。

5、其中，所述外蒙皮1为高透波性混杂纤维增强结构/抗冲击层压板型复合材料；

6、所述第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5为宽带轻质泡沫夹芯型结构复合材料，各泡沫层内的导电纤维含量逐渐变化形成层板间阻抗渐变结构；

7、所述第一胶膜和第二胶膜为浸渍石墨的玻璃布；

8、所述内蒙皮6为层压板型碳纤维复合材料；

9、所述内衬7是由芳纶纤维无纬布和用于隔热吸音的弹性体微孔材料组成的复合材料，具有阻燃、衰减冲击波的性能。

10、其中，所述外蒙皮1具有高透波性，低介电常数和介质损耗角正切，采用3201#乙烯基树脂为复合材料的基体树脂，kevlar-49斜纹芳纶纤维织物、沃兰处理的无碱斜纹玻璃纤维织物，采用浸渍法制成预浸织物，层间混杂铺覆，抽真空压模加热固化。

11、其中，所述第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5均由聚甲基丙烯酰亚胺泡沫颗粒、导电纤维混合形成，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫颗粒为基体材料，各泡沫层内的导电纤维含量逐渐变化形成层板间阻抗渐变结构；雷达吸波能力不同，第三泡沫层5强于第二泡沫层4，第二泡沫层4强于第一泡沫层2。

12、其中，所述第一泡沫层2厚5mm。

13、其中，所述第二泡沫层4厚6mm。

14、其中，所述第三泡沫层5厚度8mm。

15、其中，所述内蒙皮6具有高介电常数和高阻抗特性，采用3201#乙烯基树脂为复合材料的基体树脂，t-300碳纤维铺层按照0°/-45°/90°/45°/0°交错平铺，铺层之间用3201#乙烯基树脂充分浸润，金属纤维杂乱的散布在乙烯基树脂中，抽真空压模加热固化。

16、其中，通过控制外蒙皮1、内蒙皮6内各纤维的使用量、第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5的泡沫发泡孔隙大小和导电纤维的使用量、合理设计外蒙皮1、第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5、内蒙皮6、内衬7的厚度，实现该复合材料的轻量化。

17、其中，外蒙皮1的高透波性使得外来电磁波能够尽可能多的进入该复合材料结构的内部，第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5的层板间阻抗渐变特性使得入射进来的电磁波能量在第一泡沫层2、第二泡沫层4、第三泡沫层5、以及两层胶膜组成的空间内经过多次反射消耗，最终从该复合材料结构反射到空中的电磁波能量得到大大削弱，从而提升了该复合材料结构的雷达隐身效果。

18、(三)有益效果

19、与现有技术相比较，本发明提供一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，由外蒙皮、泡沫层、胶膜、内蒙皮、内衬组成；各部分之间用高粘度耐老化粘剂粘接。通过调节各部分的密度和厚度，增加雷达吸波材料，可实现舰炮防护罩的轻量化，并提升舰炮防护罩的雷达隐身效果。

技术特征：

1.一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述多层复合材料结构依次包括：外蒙皮(1)、第一泡沫层(2)、第一胶膜、第二泡沫层(4)、第二胶膜、第三泡沫层(5)、内蒙皮(6)、内衬(7)；各部分之间用胶粘剂粘接。

2.如权利要求1所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述外蒙皮(1)为高透波性混杂纤维增强结构/抗冲击层压板型复合材料；

3.如权利要求1所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述外蒙皮(1)具有高透波性，低介电常数和介质损耗角正切，采用3201#乙烯基树脂为复合材料的基体树脂，kevlar-49斜纹芳纶纤维织物、沃兰处理的无碱斜纹玻璃纤维织物，采用浸渍法制成预浸织物，层间混杂铺覆，抽真空压模加热固化。

4.如权利要求1所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述第一泡沫层(2)、第二泡沫层(4)、第三泡沫层(5)均由聚甲基丙烯酰亚胺泡沫颗粒、导电纤维混合形成，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫颗粒为基体材料，各泡沫层内的导电纤维含量逐渐变化形成层板间阻抗渐变结构；雷达吸波能力不同，第三泡沫层(5)强于第二泡沫层(4)，第二泡沫层(4)强于第一泡沫层(2)。

5.如权利要求4所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述第一泡沫层(2)厚5mm。

6.如权利要求5所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述第二泡沫层(4)厚6mm。

7.如权利要求6所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述第三泡沫层(5)厚度8mm。

8.如权利要求1所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，所述内蒙皮(6)具有高介电常数和高阻抗特性，采用3201#乙烯基树脂为复合材料的基体树脂，t-300碳纤维铺层按照0°/-45°/90°/45°/0°交错平铺，铺层之间用3201#乙烯基树脂充分浸润，金属纤维杂乱的散布在乙烯基树脂中，抽真空压模加热固化。

9.如权利要求1所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，通过控制外蒙皮(1)、内蒙皮(6)内各纤维的使用量、第一泡沫层(2)、第二泡沫层(4)、第三泡沫层(5)的泡沫发泡孔隙大小和导电纤维的使用量、合理设计外蒙皮(1)、第一泡沫层(2)、第二泡沫层(4)、第三泡沫层(5)、内蒙皮(6)、内衬(7)的厚度，实现该复合材料的轻量化。

10.如权利要求5所述的适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，其特征在于，外蒙皮(1)的高透波性使得外来电磁波能够尽可能多的进入该复合材料结构的内部，第一泡沫层(2)、第二泡沫层(4)、第三泡沫层(5)的层板间阻抗渐变特性使得入射进来的电磁波能量在第一泡沫层(2)、第二泡沫层(4)、第三泡沫层(5)、以及两层胶膜组成的空间内经过多次反射消耗，最终从该复合材料结构反射到空中的电磁波能量得到大大削弱，从而提升了该复合材料结构的雷达隐身效果。

技术总结
本发明属于复合材料应用技术领域，具体涉及一种适用于舰炮防护罩的多层复合材料结构，该结构包括外蒙皮、三层泡沫层、两层胶膜、内蒙皮、内衬；各部分之间用高粘度耐老化胶粘剂粘接；通过控制外蒙皮、内蒙皮内各纤维的使用量、泡沫层的泡沫发泡孔隙大小和导电纤维的使用量、合理设计外蒙皮、泡沫层、内蒙皮、内衬的厚度，可实现该复合材料的轻量化；外蒙皮的高透波性使得外来电磁波能够尽可能多的进入该复合材料结构的内部，泡沫层的层板间阻抗渐变特性使得入射进来的电磁波能量在泡沫层、胶膜组成的空间内经过多次反射消耗，最终从该复合材料结构反射到空中的电磁波能量得到大大削弱，从而提升了该复合材料结构的雷达隐身效果。

技术研发人员：宋洪震,王卫,夏方超,张林,惠凯,张晓俊
受保护的技术使用者：西北机电工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15