[發(fā)明專利]一種隔熱隱身耐高溫進氣道及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710889740.9
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107804041B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 郝璐;劉海韜;郭曉鐺;楊曉樹;戴全輝;張松靖
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機電工程研究所
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B5/06;B32B33/00;B32B37/00;B32B38/14;B32B1/08;B64D33/02
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙曉宇

本發(fā)明提出一種隔熱隱身耐高溫進氣道，該進氣道從內(nèi)而外由透波層、隔熱隱身層、電磁屏蔽層和低發(fā)射率涂層組成。透波層由連續(xù)氧化物增強氧化物基復合材料構(gòu)成；隔熱隱身層為經(jīng)匹配優(yōu)化設計的隔熱芯層與電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層交替排列形成的多層復合材料，隔熱芯層為陶瓷纖維氈增強氣凝膠復合材料隔熱芯層，電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層由高溫電磁周期結(jié)構(gòu)單元圖案組成；電磁屏蔽層由碳纖維構(gòu)成，其外表面噴涂低紅外發(fā)射率涂層。該隔熱隱身耐高溫進氣道具有隔熱效果好、吸波頻段寬、低頻吸波性能好的優(yōu)點，同時具備一定的紅外隱身性能，可應用于高速飛行器，解決劇烈氣動加熱條件下飛行器進氣道隔熱、雷達及紅外隱身問題。

技術領域

本發(fā)明屬于飛行器隱身技術領域，具體涉及一種隔熱隱身耐高溫進氣道及其制備方法，該進氣道同時具有雷達隱身及紅外隱身功能。

背景技術

高速飛行器進氣道內(nèi)側(cè)多為彈/機設備，其工作溫度不高于80℃，而進氣道內(nèi)表面氣動加熱溫度會高達幾百攝氏度，需采取防隔熱措施保證設備正常工作。同時，進氣道是高速飛行器前向重要散射輻射源，急亟需采取隱身措施降低其RCS，同時抑制其紅外輻射，提高高速飛行器隱身突防性能。

中國專利《一種進氣道防隔熱裝置》(申請?zhí)枺篊N201320616014.7)公布了一種基于氣凝膠和陶瓷材料的進氣道防隔熱裝置，其不足之處在于，該裝置只滿足了高速飛行器進氣道的隔熱需求，沒有考慮進氣道隱身性能需求；中國專利《一種雙層耐高溫隔熱吸波復合材料的制備方法》(申請?zhí)枺篊N201611259844.3)公布了一種基于多孔結(jié)構(gòu)陶瓷纖維材料的耐高溫隔熱吸波復合材料，其不足之處在于，該材料采用隔熱陶瓷基體上涂覆吸波涂料的簡單組合，其雷達吸波效果有限，且吸波涂料密度大，只適用于地面建筑，難以在飛行器上應用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述不足，本發(fā)明公開了一種隔熱隱身耐高溫進氣道及其制備方法。該進氣道采用氣凝膠復合隔熱芯層與電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層交替排列，解決了進氣道有限厚度空間下隔熱隱身一體化的需求，通過調(diào)整隔熱芯層中的電損耗吸收劑含量形成漸變介質(zhì)，與電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層結(jié)合設計解決吸波帶寬展開及低頻吸波的難題；隔熱芯層隔絕了進氣道內(nèi)表面氣動加熱產(chǎn)生的熱量向外表面的傳遞，降低了進氣道外表面溫度，配合低發(fā)射率貴金屬薄膜涂層，實現(xiàn)對紅外輻射的有效抑制，對進氣道雷達隱身效果影響較小，同時實現(xiàn)了雷達、紅外性能；本發(fā)明同時公開了上述隔熱隱身耐高溫進氣道的制備方法，并提出了預制孔-縫合-致密化工藝實現(xiàn)進氣道成型，保證了進氣道的結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定性。具體技術方案如如下：

一種隔熱隱身耐高溫進氣道，該高溫進氣道由透波層、隔熱吸波層、電磁屏蔽層和低紅外發(fā)射率涂層組成。

透波層由連續(xù)氧化物增強氧化物基復合材料構(gòu)成，具備防熱、承載及透波的功能。

隔熱吸波層為隔熱芯層和電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層交替疊加形成。隔熱芯層采用陶瓷纖維氈增強氣凝膠復合材料體系，起隔熱作用；同時在隔熱吸波結(jié)構(gòu)中充當隔離層，并且通過調(diào)整隔熱芯層的介電常數(shù)形成漸變介質(zhì)，實現(xiàn)阻抗匹配及帶寬調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)寬頻、低頻吸波效果。此外，隔熱芯層降低了進氣道內(nèi)表面向外表面?zhèn)鳠幔ㄟ^降低外表面溫度實現(xiàn)抑制進氣道外表面的紅外輻射的功能。

電磁周期結(jié)構(gòu)吸波層采用玻璃相為粘接相，貴金屬氧化物為導電相的電阻漿料通過絲網(wǎng)印刷工藝印制高溫電磁周期結(jié)構(gòu)單元圖案構(gòu)成，通過調(diào)整圖案形狀、尺寸和方阻與隔熱芯層進行匹配優(yōu)化設計，可實現(xiàn)對吸波強度、頻段及帶寬的調(diào)控，實現(xiàn)高溫下的低頻寬帶的吸波功能。

電磁屏蔽層由碳纖維構(gòu)成，起到電磁屏蔽反射襯底的作用。電磁屏蔽層外表面噴涂低紅外發(fā)射率貴金屬薄膜涂層，配合隔熱層的作用，降低進氣道外表面紅外輻射。

本發(fā)明還提供了一種該隔熱隱身耐高溫進氣道的制備方法，包括以下步驟：

第一步：制備隔熱芯層