耐高溫柔性吸波結(jié)構(gòu)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-02 18:58
智能高速飛行器可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)靈活的改變外形,外表溫度隨著飛行高度和速度快速增加的同時(shí)也迅速上升,這就要求加載在飛行器表面的吸波結(jié)構(gòu)同時(shí)具有優(yōu)異的柔性和耐高溫性能。超材料吸波結(jié)構(gòu)以其高效靈活、易于設(shè)計(jì)、應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)在雷達(dá)隱身技術(shù)中占有重要的位置,然而,現(xiàn)階段研制的吸波結(jié)構(gòu)往往功能單一,沒有兼顧柔性和耐高溫性能,因而難以適用于智能高速飛行器的隱身需求。本文以耐高溫柔性吸波結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,通過仿真優(yōu)化、配方調(diào)整、性能測(cè)試、制備工藝改進(jìn)等手段,總結(jié)高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)型吸波材料性能變化的規(guī)律及原因,解決超材料吸波結(jié)構(gòu)不能同時(shí)兼顧柔性輕質(zhì)、寬帶吸波和耐高溫的難題。具體的研究?jī)?nèi)容和成果如下:1.針對(duì)柔性吸波材料吸波頻帶較窄的問題,以石墨烯阻抗膜為電磁調(diào)控功能層,通過仿真軟件優(yōu)化出了一種厚度小于3 mm,7.9218.66 GHz雷達(dá)吸收率大于90%的周期結(jié)構(gòu)寬頻帶雷達(dá)吸波材料,并計(jì)算了該吸波材料彎曲狀態(tài)下的吸波性能。針對(duì)該吸波材料結(jié)構(gòu)固定后無(wú)法調(diào)諧的問題,通過引入Al2O3偏壓層和外加偏壓調(diào)節(jié)石墨烯的電導(dǎo)率,實(shí)現(xiàn)了GHz頻段吸波...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
英國(guó)BAE公司自適應(yīng)無(wú)人機(jī)假想圖[7]
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2驗(yàn),這就要求飛行器在突防攻擊過程中不僅要機(jī)動(dòng)靈活,還應(yīng)具備寬頻帶隱身的能力。圖1-2THAAD系統(tǒng)示意圖此外,當(dāng)新一代智能變形飛行器高速飛行時(shí),由于飛行馬赫數(shù)較高,產(chǎn)生氣動(dòng)加熱的現(xiàn)象,伴隨著飛行器表面溫度的快速升高[12]。如圖1-3(a),當(dāng)飛行器飛行高度為20公里,飛行速度為5Ma,飛行仰角為10°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度可達(dá)400℃,且距離飛行器前端越近溫度越高;如圖1-3(b),當(dāng)飛行高度增加到53公里,飛行速度增加到11.44Ma,飛行仰角增加到35.8°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度則高達(dá)1300℃[13]。常溫雷達(dá)吸波材料將無(wú)法在上述情況下使用,因此,新一代軍事飛行器對(duì)耐高溫雷達(dá)吸波材料的需求非常迫切。(a)(b)圖1-3機(jī)身溫度與飛行馬赫數(shù)的關(guān)系[13]。(a)迎風(fēng)面和背風(fēng)面機(jī)身中心線處溫度分布;(b)迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度分布基于以上分析,耐高溫柔性雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)已成為新一代智能變形高速飛行器等武器裝備的關(guān)鍵材料。針對(duì)我軍新一代軍事飛行器對(duì)寬帶隱身/耐高溫/機(jī)械柔性一體化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求,探索高溫環(huán)境中飛行器的隱身機(jī)制,開展耐高溫柔性
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2驗(yàn),這就要求飛行器在突防攻擊過程中不僅要機(jī)動(dòng)靈活,還應(yīng)具備寬頻帶隱身的能力。圖1-2THAAD系統(tǒng)示意圖此外,當(dāng)新一代智能變形飛行器高速飛行時(shí),由于飛行馬赫數(shù)較高,產(chǎn)生氣動(dòng)加熱的現(xiàn)象,伴隨著飛行器表面溫度的快速升高[12]。如圖1-3(a),當(dāng)飛行器飛行高度為20公里,飛行速度為5Ma,飛行仰角為10°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度可達(dá)400℃,且距離飛行器前端越近溫度越高;如圖1-3(b),當(dāng)飛行高度增加到53公里,飛行速度增加到11.44Ma,飛行仰角增加到35.8°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度則高達(dá)1300℃[13]。常溫雷達(dá)吸波材料將無(wú)法在上述情況下使用,因此,新一代軍事飛行器對(duì)耐高溫雷達(dá)吸波材料的需求非常迫切。(a)(b)圖1-3機(jī)身溫度與飛行馬赫數(shù)的關(guān)系[13]。(a)迎風(fēng)面和背風(fēng)面機(jī)身中心線處溫度分布;(b)迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度分布基于以上分析,耐高溫柔性雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)已成為新一代智能變形高速飛行器等武器裝備的關(guān)鍵材料。針對(duì)我軍新一代軍事飛行器對(duì)寬帶隱身/耐高溫/機(jī)械柔性一體化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求,探索高溫環(huán)境中飛行器的隱身機(jī)制,開展耐高溫柔性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈攔截技術(shù)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 任新聯(lián),李剛. 飛航導(dǎo)彈. 2019(07)
[2]超材料吸波結(jié)構(gòu)的電磁-熱能轉(zhuǎn)換研究[J]. 趙強(qiáng),于坤,宋鎮(zhèn)江,龔新剛,何泓材. 電子元件與材料. 2018(07)
[3]高超聲速滑翔彈頭防御策略分析與仿真研究[J]. 黃梓宸,張雅聲,劉瑤. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2018(03)
[4]基于集總電阻的超寬頻帶超材料吸波體設(shè)計(jì)[J]. 程用志,陳岱付,程佳露,熊鄖安. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]BAE公司發(fā)布新型“自適應(yīng)無(wú)人機(jī)”概念[J]. 申淼. 防務(wù)視點(diǎn). 2017(Z1)
[6]智能變形導(dǎo)彈變形機(jī)理及協(xié)調(diào)控制機(jī)制研究[J]. 魏東輝,陳萬(wàn)春,李娜英,徐騁. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2016(02)
[7]一種基于石墨烯的超寬帶吸波器[J]. 姜彥南,王揚(yáng),葛德彪,李思敏,曹衛(wèi)平,高喜,于新華. 物理學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]基于石墨烯結(jié)合亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的太赫茲寬帶動(dòng)態(tài)吸收器[J]. 顧鈺,王民,蒲明博,胡承剛,羅先剛. 光電工程. 2016(01)
[9]飛行器用透波材料及天線罩技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 楊潔穎,呂毅,張春波,郝強(qiáng),郭世峰. 宇航材料工藝. 2015(04)
[10]雷達(dá)隱身技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其展望[J]. 陶宇,陶志萍. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(11)
碩士論文
[1]石墨烯制備及導(dǎo)電性能的研究[D]. 王慶凱.北京印刷學(xué)院 2015
[2]高速無(wú)人機(jī)滑翔軌道導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孟娜娜.大連理工大學(xué) 2013
[3]高超聲速飛行器氣動(dòng)加熱特性及其計(jì)算方法研究[D]. 李會(huì)萍.上海交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3210573
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
英國(guó)BAE公司自適應(yīng)無(wú)人機(jī)假想圖[7]
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2驗(yàn),這就要求飛行器在突防攻擊過程中不僅要機(jī)動(dòng)靈活,還應(yīng)具備寬頻帶隱身的能力。圖1-2THAAD系統(tǒng)示意圖此外,當(dāng)新一代智能變形飛行器高速飛行時(shí),由于飛行馬赫數(shù)較高,產(chǎn)生氣動(dòng)加熱的現(xiàn)象,伴隨著飛行器表面溫度的快速升高[12]。如圖1-3(a),當(dāng)飛行器飛行高度為20公里,飛行速度為5Ma,飛行仰角為10°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度可達(dá)400℃,且距離飛行器前端越近溫度越高;如圖1-3(b),當(dāng)飛行高度增加到53公里,飛行速度增加到11.44Ma,飛行仰角增加到35.8°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度則高達(dá)1300℃[13]。常溫雷達(dá)吸波材料將無(wú)法在上述情況下使用,因此,新一代軍事飛行器對(duì)耐高溫雷達(dá)吸波材料的需求非常迫切。(a)(b)圖1-3機(jī)身溫度與飛行馬赫數(shù)的關(guān)系[13]。(a)迎風(fēng)面和背風(fēng)面機(jī)身中心線處溫度分布;(b)迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度分布基于以上分析,耐高溫柔性雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)已成為新一代智能變形高速飛行器等武器裝備的關(guān)鍵材料。針對(duì)我軍新一代軍事飛行器對(duì)寬帶隱身/耐高溫/機(jī)械柔性一體化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求,探索高溫環(huán)境中飛行器的隱身機(jī)制,開展耐高溫柔性
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2驗(yàn),這就要求飛行器在突防攻擊過程中不僅要機(jī)動(dòng)靈活,還應(yīng)具備寬頻帶隱身的能力。圖1-2THAAD系統(tǒng)示意圖此外,當(dāng)新一代智能變形飛行器高速飛行時(shí),由于飛行馬赫數(shù)較高,產(chǎn)生氣動(dòng)加熱的現(xiàn)象,伴隨著飛行器表面溫度的快速升高[12]。如圖1-3(a),當(dāng)飛行器飛行高度為20公里,飛行速度為5Ma,飛行仰角為10°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度可達(dá)400℃,且距離飛行器前端越近溫度越高;如圖1-3(b),當(dāng)飛行高度增加到53公里,飛行速度增加到11.44Ma,飛行仰角增加到35.8°時(shí),迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度則高達(dá)1300℃[13]。常溫雷達(dá)吸波材料將無(wú)法在上述情況下使用,因此,新一代軍事飛行器對(duì)耐高溫雷達(dá)吸波材料的需求非常迫切。(a)(b)圖1-3機(jī)身溫度與飛行馬赫數(shù)的關(guān)系[13]。(a)迎風(fēng)面和背風(fēng)面機(jī)身中心線處溫度分布;(b)迎風(fēng)面機(jī)身中心線溫度分布基于以上分析,耐高溫柔性雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)已成為新一代智能變形高速飛行器等武器裝備的關(guān)鍵材料。針對(duì)我軍新一代軍事飛行器對(duì)寬帶隱身/耐高溫/機(jī)械柔性一體化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求,探索高溫環(huán)境中飛行器的隱身機(jī)制,開展耐高溫柔性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]超材料吸波結(jié)構(gòu)的電磁-熱能轉(zhuǎn)換研究[J]. 趙強(qiáng),于坤,宋鎮(zhèn)江,龔新剛,何泓材. 電子元件與材料. 2018(07)
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[4]基于集總電阻的超寬頻帶超材料吸波體設(shè)計(jì)[J]. 程用志,陳岱付,程佳露,熊鄖安. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]BAE公司發(fā)布新型“自適應(yīng)無(wú)人機(jī)”概念[J]. 申淼. 防務(wù)視點(diǎn). 2017(Z1)
[6]智能變形導(dǎo)彈變形機(jī)理及協(xié)調(diào)控制機(jī)制研究[J]. 魏東輝,陳萬(wàn)春,李娜英,徐騁. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2016(02)
[7]一種基于石墨烯的超寬帶吸波器[J]. 姜彥南,王揚(yáng),葛德彪,李思敏,曹衛(wèi)平,高喜,于新華. 物理學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]基于石墨烯結(jié)合亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的太赫茲寬帶動(dòng)態(tài)吸收器[J]. 顧鈺,王民,蒲明博,胡承剛,羅先剛. 光電工程. 2016(01)
[9]飛行器用透波材料及天線罩技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 楊潔穎,呂毅,張春波,郝強(qiáng),郭世峰. 宇航材料工藝. 2015(04)
[10]雷達(dá)隱身技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其展望[J]. 陶宇,陶志萍. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(11)
碩士論文
[1]石墨烯制備及導(dǎo)電性能的研究[D]. 王慶凱.北京印刷學(xué)院 2015
[2]高速無(wú)人機(jī)滑翔軌道導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孟娜娜.大連理工大學(xué) 2013
[3]高超聲速飛行器氣動(dòng)加熱特性及其計(jì)算方法研究[D]. 李會(huì)萍.上海交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3210573
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