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北卡罗来纳州立大学为隐形飞机开发CFRP蒙皮

2021-07-23 16:412560
 碳纤维蒙皮使设计更可靠、耐用和高效的隐形喷气机,提供更好的电磁传导和高温能力。
 
此信息摘自美国机械工程师协会 (ASME) Cassie Kelly 撰写的原始文章(https://www.asme.org/topics-resources/content/a-tougher-skin-for-stealth-aircraft)。
  
北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授 Chengying (Cheryl) Xu 和她的团队开发了一种用于隐形战斗机的碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料蒙皮。终目标是开发更可靠、耐用和高效的带有雷达吸收材料 (RAM) 涂层的喷气机,该涂层能够偏转大部分雷达频率,承受高温并保持其完整性,不受热、盐、湿气和摩擦的影响.
  
徐认为CFRP外皮可以解决这些问题。混合结构有两个阶段:传导和绝缘。聚合物衍生的碳氮化硅 (SiCN) 陶瓷用氧化钇稳定的氧化锆纤维增强,以帮助传导传入的电磁能。徐说,它可以承受高达 1,800?C 的极高温度。该复合材料还用碳纳米管 (CNT) 进行了增强,碳纳米管重量轻且强度高,使材料特别耐用。
  
“我们必须确保飞行员的生命,”徐说。“如果飞机被击落,那就是悲剧。”
  
喷涂 RAM 材料的测试表明,反射率低,吸收了 90% 以上的入射波,而隐形战斗机上现有 RAM 的吸收率为 70-80%。这使得它几乎无法被检测到,同时还具有很强的抗氧化和抗腐蚀能力。然而,测试仍在进行中,以确定喷漆是否可以喷涂到飞机的所有表面而不影响性能。
  
有了空军科学研究办公室的资助,徐和她的团队现在将致力于材料的测试和可扩展性。此外,虽然可能的应用范围包括潜艇、战斗机航母、弹道导弹等,但徐表示,下一个挑战将是寻找行业合作伙伴,让它们达到这一点,包括波音(美国伊利诺伊州芝加哥)、洛克希德马丁公司(Bethesda,美国马里兰州)、Raytheon(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆)和 Northrop Grumman(美国弗吉尼亚州福尔斯彻奇)。
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