一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的制作方法

1.本发明属于与船有关的设备技术领域，具体涉及一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板。


背景技术：

2.随着现代舰船性能需求的不断提升，以隐身技术为先导的总体设计中，小散射源雷达波散射叠加已成为全舰rcs(雷达散射截面)的新亮点，传统舷墙为钢质结构，rcs值大，且由于形状不规则、数量众多、分布密集等特点，舷墙间会形成多个散射部位，使得入射雷达波经过多次散射叠加后会产生比入射雷达波还要强的散射波，进而极大增加全舰rcs值，对全舰rcs量值产生重大影响。考虑到装舰应用对象对隐身指标的极高要求，除保留对常规强散射源开展rcs控制设计外，还需开展典型小散射源的隐身设计，以确保全舰综合隐身指标的实现。
3.新一代舰船的舰面设备也在不断增加，相互间的电磁干扰越来越厉害，特别是以船体金属舷墙为遮挡，形成封闭腔体后，设备间经由舷墙反射的信号，会越来越难以消除，给设备间的正常使用带来一定影响。
4.因此，本技术人针对舰船内外侧不同使用需求，设计出一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板，以屏蔽内侧本舰自身的雷达波干扰，并吸收外侧他舰的雷达波探测信号，该舷墙面板采用复合材料，利用热压固化的ooa工艺，保障最佳雷达波多向吸收功能的基础上，显著降低重量并大幅提升舷墙面板整体承载能力。同时，复合材料由于其优异的抗腐蚀性能，舷墙面板后期的保养维护工作得到了极大简化。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板。
6.为实现上述发明目的，具体技术方案如下：
7.一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板，所述舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的主体面板为多层夹芯结构，所述多层夹芯结构由一层环氧树脂基碳纤维增强层、两层氰酸酯基石英预浸料层、多层频率选择层及多层低介电耐承载泡沫层组成，其中环氧树脂基碳纤维增强层位于中间，两侧为数量相同或不同的若干层低介电耐承载泡沫层，各层低介电耐承载泡沫层厚度相同或不同，且各层低介电耐承载泡沫层之间用频率选择层隔开，多层夹芯结构的最外层为氰酸酯基石英预浸料层。
8.按上述方案，所述环氧树脂基碳纤维增强层为碳纤维与环氧树脂复合材料，厚度为0.5～2mm。优选厚度为1mm。环氧树脂为缩水甘油酯类环氧树脂，脂环族类环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂，线型脂肪族类环氧树脂，缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或几种。体系中根据需要加入溶剂，固化剂，相容剂，表面活性剂，增塑剂，增韧剂，填充剂，阻燃剂，稀释剂，触变剂，颜料，消泡剂，流平剂，增粘剂等添加剂。
9.优选的是，所述碳纤维为t700级碳纤维。
10.按上述方案，所述氰酸酯基石英预浸料层为石英纤维与氰酸酯的复合材料，厚度为1～2mm。优选厚度为1.6mm。体系中根据需要加入溶剂，固化剂，相容剂，表面活性剂，增塑剂，增韧剂，填充剂，阻燃剂，稀释剂，触变剂，颜料，消泡剂，流平剂，增粘剂等添加剂。
11.按上述方案，所述频率选择层为周期性阵列排列的金属贴片单元。金属贴片单元厚度极薄，可忽略不计。具体形状可根据需要设计。
12.按上述方案，所述低介电耐承载泡沫层为聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)泡沫。
13.按上述方案，所述环氧树脂基碳纤维增强层两侧各层低介电耐承载泡沫层总厚度不同，其中内侧(舰体内侧)各层低介电耐承载泡沫层总厚度为3～4mm，外侧各层低介电耐承载泡沫层总厚度为12～14mm。优选的是，内侧各层低介电耐承载泡沫层总厚度为3.7mm，外侧各层低介电耐承载泡沫层总厚度为13mm。
14.优选的是，环氧树脂基碳纤维增强层内侧低介电耐承载泡沫层层数为2层，外侧低介电耐承载泡沫层层数为3层。
15.按上述方案，所述舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的四周采用翻边式层板加强，并且在内侧面采用多条平行布置的帽型加强筋进行加强。
16.按上述方案，所述帽型加强筋由高强玻纤增强材料制备的外壳及其内填充的聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)泡沫组成。
17.本发明还包括上述舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的制备方法，具体步骤为：按照舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的设计结构，将各层材料按顺序叠放，采用ooa工艺热压固化，一体成型得到舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板。该工艺可保证力学强度和成品质量。选择ooa加工工艺并选用中间铺设有碳纤维的环氧树脂基碳纤维增强层能够使本发明舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的主体面板具有很好的力学承载性能。
18.本发明舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的主体面板的结构设计中加入了若干层频率选择层，相当于调整频率选择层的位置将低介电耐承载泡沫层切成不同的厚度，将环氧树脂基碳纤维增强层两侧设计多层渐变式低介电耐承载泡沫层，不仅有效保障双侧对不同波段雷达波的吸波功能，实现屏蔽内侧本舰自身的雷达波干扰，并吸收外侧他舰的雷达波探测信号的目的，同时大厚度多层夹芯结构使得舷墙面板刚度与强度达到最佳匹配，兼顾高负荷承载需求。
19.本发明的有益效果在于：1、本发明采用新颖巧妙的结构设计，提供的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对多向不同频段雷达波吸波性能好，并且机械强度高，满足舷墙上舰承受载荷要求，耐腐蚀性能好，便于后期保养维护。2、本发明提供的制备方法采用ooa工艺一体成型，操作简便，成本低，重复性好，适于规模化生产，而且维护简单，一体化成型不会出现海洋环境下腐蚀，漆面剥离要周期性反复涂刷，也不会出现各层间变形不协调导致结构出现边角翘曲撕裂的现象，后期人工更换维护等。
附图说明
20.图1为本发明实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板整体示意图；
21.图2为实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的主体面板横截面示意图；
22.图3为实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对8-18ghz频段的垂直极化曲线；
23.图4为实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对8-18ghz频段的水平极化曲线；
24.图5为实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对3-6ghz频段的垂直极化曲线；
25.图6为实施例1所制备的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对3-6ghz频段的水平极化曲线。
26.图中：1-翻边层合板；2-主体面板；3-右侧肘板层合板；4-舷墙面板底部翻边层合板结构；5-帽型加强筋；6-左侧翻边层合板；7-氰酸酯基石英预浸料层；8-低介电耐承载泡沫层；9-频率选择层；10-环氧树脂基碳纤维增强层。
具体实施方式
27.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
28.实施例1
29.一种舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板，其整体示意图如图1所示，其包括主体面板2，四周采用翻边式层板加强，翻边式层板包括翻边层合板1、右侧肘板层合板3、左侧翻边层合板6和底部翻边层合板4，并且在内侧面采用两条平行布置的帽型加强筋5进行加强。
30.其中主体面板2为多层夹芯结构，其横截面示意图如图2所示，由一层环氧树脂基碳纤维增强层10、两层氰酸酯基石英预浸料层7、三层频率选择层9及五层低介电耐承载泡沫层8组成，各层材料均选用市售产品，其中环氧树脂基碳纤维增强层为t700级碳纤维与环氧树脂的复合材料，氰酸酯基石英预浸料层为石英纤维与氰酸酯的复合材料，频率选择层为周期性阵列排列的金属贴片单元(带方孔的正方形铜片，矩阵排列)，低介电耐承载泡沫层为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。
31.主体面板2从左至右依次为1.6mm的氰酸酯基石英预浸料层、3.7mm的低介电耐承载泡沫层、1mm的环氧树脂基碳纤维增强层、13mm的低介电耐承载泡沫层和1.6mm的氰酸酯基石英预浸料层。其中内侧的低介电耐承载泡沫层被一层频率选择层分为厚度不同的2层(厚度分别为1mm、2.6mm)，外侧的低介电耐承载泡沫层被两层频率选择层分为厚度不同的3层(厚度分别为4.9mm、4.9mm、 2.9mm)。
32.上述舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板的制备方法为：将各层材料按顺序叠放，采用ooa工艺热压固化(一个大气压下，于150℃固化3h)，一体成型得到舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板。
33.采用三维电磁场仿真软件测试本实施例双侧非对称雷达波吸波舷墙面板对不同频段的吸波性能，其对8-18ghz频段的垂直(te)极化曲线见图3，对8-18ghz 频段的水平(tm)极化曲线见图4，对3-6ghz频段的te极化曲线见图5，对3-6ghz 频段的tm极化曲线见图6，由此可见本发明的舰用双侧非对称雷达波吸波舷墙面板内外侧对不同方向、不同频段的雷达波均有良好的吸波性能。
34.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的
改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。