Антирадарный материал


 


Владельцы патента RU 2470425:

Закрытое акционерное общество "Авиационные технологии. Инжиниринг и консалтинг" (RU)

Изобретение относится к классу эластичных антирадарных материалов, состав и структура которых обеспечивают эффективное поглощение электромагнитной энергии в диапазоне радиоволн, которые могут найти применение для снижения радиолокационной контрастности летательных аппаратов, а также морских и наземных объектов. Снижение уровня и/или мощности отраженной от объекта электромагнитной волны до 10-30 дБ является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что предложенный материал содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, изготовленный из смеси карбида кремния, оксида кремния и ультрадисперсного углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимерное связующее 40-50, карбид кремния 40-45, оксид кремния 3-15, ультрадисперсный углерод 2-5, при этом карбид кремния, оксид кремния и ультрадисперсный углерод представляют собой частицы сферической формы с диаметрами: карбид кремния от 10 до 30 мкм, оксид кремния от 5 до 10 мкм, а ультрадисперсный углерод от 50 до 200 нм. Предложенный антирадарный материал может наноситься непосредственно на поверхность защищаемого объекта и/или на гибкую электропроводящую основу, выполненную из тканого и/или нетканого материала, из которого изготавливается гибкий чехол, покрытый антирадарным материалом. 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к материалам, уменьшающим величину и/или мощность отраженного сигнала от электромагнитной волны радиолокатора в широком диапазоне частот, и может быть использовано в качестве защитного приспособления для уменьшения радиолокационной заметности объектов различных типоразмеров и конфигурации в радиолокационном диапазоне «видимости» электромагнитных волн (ЭМВ).

Известен поглотитель электромагнитного излучения (патент US 5561428, кл. H01Q 17/00), в котором наполнитель выполнен в виде ориентированных произвольным образом нитей, образующих трехмерную пористую структуру, при этом на часть нитей нанесен проводящий слой.

К его недостаткам можно отнести сложность изготовления при нанесении проводящего слоя на нити и формировании из нитей равномерной трехмерной нитевой структуры в наполнителе.

Известен синтетический диэлектрический материал широкополосного поглощения и отражения (патент US 5298903, кл. H01Q 17/00), содержащий синтетический материал с распределенными в нем эллипсовидными релеевскими отражателями с максимальным линейным размером, меньшим наименьшей длины волны в заданном частотном диапазоне. Релеевские частицы представляют собой изолятор, покрытый тонкой металлической оболочкой. Толщина материала выбрана больше максимальной длины волны рабочей полосы в синтетическом материале.

К недостаткам данного материала можно отнести сложность его изготовления и нанесения на защищаемый объект.

Известен радиопоглощающий материал, описанный в патенте (RU 2107705 С1, кл. C09D 5/32; С08К 3/10, опубл. 27.03.98). В нем в качестве полимерного связующего использован синтетический клей «Элатон», а в качестве наполнителя - порошкообразные феррит или карбонильное железо в соотношении, мас.%: «Элатон» - 80-20; магнитный наполнитель - 20-80.

К недостаткам данного материала можно отнести сложность выполнения задачи по равномерному распределению наполнителя внутри матрицы и недостаточно высокая прочность данного материала.

Наиболее близким по технической сути и назначению к заявляемому изобретению является антирадарный материал, описанный в патенте (RU 2300832 С2, кл. H01Q 17/00 опубл. 10.06.2007.) В нем материал содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, изготовленный из смеси карбонильного железа, феррита и фуллерена в определенном соотношении компонентов.

Недостатком данного материала является использование магнитодиэлектрических материалов в качестве наполнителя, что снижает радиолокационную заметность, но одновременно повышает заметность в инфракрасном спектре, за счет повышения температуры при переходе электромагнитной энергии в тепловую, что присуще данному виду материалов.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание радиопоглощающего материала, который значительно снизит вероятность обнаружения и/или классификации объектов при использовании стационарных и мобильных радиолокаторов, работающих в диапазоне частот от 2 гГц до 20 гГц. При этом антирадарный материал может наноситься непосредственно на поверхность защищаемого объекта и/или на гибкую электропроводящую основу, выполненную из тканого и/или нетканого материала, из которого изготавливается чехол, покрытый антирадарным радиопоглощающим материалом.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении уровня и/или мощности отраженной электромагнитной волны от объекта в направлении облучающего радиолокатора на 10-30 дБ (в зависимости от требуемой величины снижения) по отношению к уровню и/или мощности лоцирующей электромагнитной волны радиолокатора при его размещении на любом расстоянии от защищаемого объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что в антирадарном материале, содержащем полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, в качестве наполнителя использована смесь карбида кремния, оксида кремния и ультрадисперсного углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полимерное связующее 40-50
карбид кремния 40-45
оксид кремния 15-3
ультрадисперсный углерод 5-2

Карбид кремния, оксид кремния и ультрадисперсный углерод использованы в виде частиц сферической формы с диаметрами: карбид кремния от 10 до 30 мкм, оксид кремния от 5 до 10 мкм, а ультрадисперсный углерод от 50 до 200 нм.

Применение в материале указанных химических соединений и элементов указанного гранулометрического состава с различными электрофизическими свойствами способствует снижению коэффициента отражения в результате многократного эффекта дифракции и поглощения энергии при каждом отражении, что и является признаком антирадарного материала, имеющего многослойную структуру со ступенчатым изменением по толщине комплексной диэлектрической (или магнитной) проницаемости. Сочетание непроводящих (оксид кремния), полупроводниковых (карбид кремния) и электропроводных (ультрадисперсный углерод) материалов приводит к возникновению в материале специфических атомно-молекулярных структур, в которых под воздействием падающей электромагнитной волны возникают флуктуации электронной плотности, значительно снижающие уровень и/или мощность отражаемой в окружающее пространство электромагнитной волны.

Наличие случайно ориентированных и равномерно расположенных в объеме полимерного связующего частиц наполнителя различных размеров и различной электрофизической природы, приводит к образованию релеевских рассеивающих структур различных размеров, что ведет к расширению рабочего частотного диапазона предлагаемого антирадарного материала.

Изобретение иллюстрируется рисунком, где показан график зависимости ослабления уровня и/или мощности отражаемой волны радиолокатора от частоты облучения в диапазоне 2-20 гГц при использовании антирадарного материала с различной рецептурой.

Приведенные на графике характеристики получены для материала толщиной примерно 1,5 мм, нанесенного на металлическую основу. Наполнитель полимерного связующего выполнен в виде смеси карбида кремния, оксида кремния и ультрадисперсного углерода в соответствии с рецептурами, составы которых приведены в таблице 1.

Таблица 1
Рецептура №1 полимерное связующее - 40
карбид кремния - 40
оксид кремния - 15
ультрадисперсный углерод - 5
Рецептура №2 полимерное связующее - 50
карбид кремния - 45
оксид кремния - 3
ультрадисперсный углерод - 2

В качестве полимерного связующего могут быть использованы, например, синтетический клей «Элатон», латексы марок СКС-50 ГПС (ГОСТ 14053-78), БС-50 «А» (ГОСТ 15080-77), БСК-70/2 (ТУ 38.103541-88), DL-950.

Материал можно наносить также на гибкую электропроводящую основу. При этом получаются гибкие покрытия, которые можно использовать для создания чехлов с радиопоглощающими функциями. В качестве гибкой электропроводящей основы можно использовать нетканые материалы, представленные в таблице 2.

Антирадарный материал изготавливается путем механического смешивания компонентов непосредственно перед нанесением его на покрываемую поверхность. В зависимости от необходимого значения снижения уровня и/или мощности отражаемой электромагнитной волны, составляют соответствующее соотношения компонентов наполнителя.

После измерений, проведенных на объекте, выявлено три локальных участка с различными уровнями и/или мощностями отражаемой электромагнитной волны. Первый - в виде уголкового отражателя на поверхности объекта, второй представлял собой кромку, образованную пересечением двух плоскостей, третий - в виде плоской пластины, расположенной по нормали к оси облучения.

Для ослабления отражения от первого участка потребовалось нанести на него антирадарный материал с рецептурой №1 толщиной 1,5 мм. Это привело к снижению отражения на 20 дБ. На второй участок напылили градиентный радиопоглощающий материал толщиной 1,5 мм с рецептурой №2, что привело к снижению отражения на 30 дБ.

Таблица 2
Тип ткани РИКМА П-3Н-1000 РИКМА П-10Н-1200 УТТ-2С TIM арт.56041 «М»
Технические условия 8388-001-17310584-02 8378-491-365455028-00
конструкция ткани Полиэфирная ткань, покрытая никелем толщиной 3 мкм Полиэфирная ткань, покрытая никелем толщиной 10 мкм Углеродная техническая ткань со специальной пропиткой Техническая металлизированная ткань с повышенными воздухо-, влаго- и паропроницаемостью
Масса 1 м2. г 135±15 210±20 400±10 170±10
Диапазон рабочих температур, °С -40…±65 -40…±65 -40…±65 -40…±65

Для ослабления отражения от третьего участка на пластину был нанесен слой материала толщиной 1 мм с рецептурой №1, что привело к снижению отражения на 15 дБ. Состав рецептур представлен выше в таблице 1.

Работает антирадарный материал следующим образом. Часть падающей на материал из пространства СВЧ-энергии электромагнитной волны в результате многократного отражения от материала с различной микро- и макроструктурой и с различной электрофизической природой, поглощается путем преобразования в другие виды энергии (например, в тепловую). В процессе интерференции и дифракции происходит процесс переотражения от частиц наполнителя, равномерно распределенных в полимерной основе, которые являются элементарными точечными излучателями с широкими диаграммами направленности. Переотражение электромагнитной волны является не зеркальным, а диффузным (по аналогии из оптики можно привести эффект «пыльного зеркала»).

Использование изобретения обеспечивает снижение заметности защищаемого объекта в радиолокационном диапазоне электромагнитных волн (ЭМВ). Производство заявляемого материала является экологически чистым и не накладывает жестких требований к безопасности персонала и технологическому оборудованию, т.к. все используемые материалы нетоксичны.

Антирадарный материал, содержащий полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя включает смесь карбида кремния, оксида кремния и ультрадисперсного углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полимерное связующее 40-50
карбид кремния 40-45
оксид кремния 3-15
ультрадисперсный углерод 2-5,

при этом карбид кремния, оксид кремния и ультрадисперсный углерод представляют собой частицы сферической формы с диаметрами: карбид кремния от 10 до 30 мкм, оксид кремния от 5 до 10 мкм, а ультрадисперсный углерод от 50 до 200 нм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к материалам для защиты от ионизирующих излучений и может быть использовано в атомной, радиохимической промышленности, а также в военно-морской и авиакосмической промышленности в целях защиты обслуживающего персонала и окружающей среды.

Изобретение относится к радиосвязи и радиолокации, в частности к антенным системам, которые вносят значительный вклад в радиолокационную заметность объектов, и может быть использовано в наземной, наводной, авиационной и космической технике.

Изобретение относится к средствам радионавигации. .

Изобретение относится к области конструкционных радиопоглощающих материалов, которые используются для обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защиты персонала от электромагнитного излучения в СВЧ диапазоне.
Изобретение относится к технологии получения радиопоглощающего магний-цинкового феррита, который может найти широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры.

Изобретение относится к радиофизике, антенной технике и может найти применение при создании поглотителей электромагнитных волн, используемых для оснащения сверхширокодиапазонных многофункциональных безэховых камер (БЭК) и экранированных помещений, обеспечивающих проведение радиотехнических измерений и испытаний технических средств на соответствие нормам и требованиям электромагнитной совместимости.

Изобретение относится к области радиотехники и звукотехники и может использоваться при строительстве и оборудовании безэховых камер (помещений с радио- и звукоизоляцией), которым предъявляются повышенные требования, и которые могут найти применение при проверке и сертификации электро-радиоприборов на электромагнитную совместимость и помехоустойчивость, звукозаписи и т.п.
Изобретение относится к антенной технике, в частности к радиопоглощающим покрытиям (РПП) и поглотителям, используемым в конструкциях антенн и антенных систем для оптимизации радиотехнических характеристик и уменьшения влияния близко расположенных металлических и диэлектрических поверхностей.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к материалам для поглощения электромагнитных волн, и может найти применение для повышения скрытности и уменьшения вероятности обнаружения радиолокаторами объектов и оборудования наземной, авиационной, ракетной и космической техники.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к функциональным покрытиям, обеспечивающим поглощение в СВЧ-диапазоне частот и поглощение в акустическом диапазоне частот
Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры

Изобретение относится к швейной промышленности и может использоваться при изготовлении швейных изделий

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу
Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры

Изобретение относится к области защиты сухопутной и морской техники от естественного и искусственного излучения

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для поглощения воздействующих излучений. Полимерная композиция содержит в качестве основы каучук низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН, катализатор холодного отверждения К-68, в качестве поглощающего наполнителя железо карбонильное радиотехническое Р-10, дополнительно содержит раствор высокомолекулярного каучука СКТ в жидкости полиметилсилоксановой и тетраэтоксисилане или его производных, а также полиэтиленполиамин в качестве регулятора скорости отверждения. При получении полимерной композиции железо карбонильное заранее соединяют с каучуком низкомолекулярным СКТН в смеси с производными тетраэтоксисилана и жидкости полиметилсилоксановой (компонент А). Смесь (компонент А) выдерживают в течение не менее 24 часов. Каучук СКТ соединяют с другой частью жидкости полиметилсилоксановой и производных тетраэтоксисилана (компонент Б) и также выдерживают в течение 24 часов. Компонент А и компонент Б смешивают друг с другом непосредственно перед внесением катализатора. Количество катализатора К-68 или его смеси с ПЭПА определяет суммарную скорость отверждения и регулируемое время потери текучести композиции. Технический результат - получение полимерной композиции с поглощающими свойствами при малой толщине слоя, которая обладает достаточной прочностью и эластичностью вулканизата в широком интервале температур, сокращенным временем отверждения и возможностью регулирования скорости отверждения. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, в том числе в диапазоне сверхвысоких частот. Технический результат - повышение коэффициента поглощения, механической прочности при сохранении низкого коэффициента отражения материала. Для этого материал для поглощения волн представляет пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы. Пористый аморфный материал содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%. Поглотитель характеризуется в диапазоне частот от 0,03 до 100 ГГц коэффициентом поглощения в пределах от 11 до 27 дБ/см, коэффициентом отражения -10 до -27 дБ, является сверхширокополосным, негорючим и экологически чистым. 1 табл.

Изобретение относится к малоотражающим покрытиям и может быть использовано в наземной, наводной, авиационной и космической технике, а также в объектах и устройствах бытового назначения для уменьшения радиолокационной заметности объектов. Технический результат - уменьшение коэффициента отражения электромагнитной волны от покрытия в широкой полосе частот. Для этого покрытие изготавливается в виде трех слоев, первый - поглотитель, два последующих - трехмерные решетки из резонансных металлических плоских омега-частиц в диэлектриках во взаимно ортогональных плоскостях, совпадающих с направлением падения волны. Способ создания конформного покрытия объектов включает нанесение трех слоев: первый слой из поглотителя непосредственно на защищаемом объекте, второй и третий слои из диэлектриков с решетками с взаимно перпендикулярными ориентациями резонансных элементов. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу, содержащему полимерное связующее и наполнитель, состоящий из порошкообразного карбонильного железа. При этом в наполнитель введены дискретные углеродные волокна в соотношении, мас.%: дискретные углеродные волокна 40-10, порошкообразное карбонильное железо 60-90, при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее 85-15, наполнитель 15-85. Также изобретение относится к поглотителю электромагнитных волн, использующему указанный материал. Использование настоящего изобретения позволяет снизить вероятность обнаружения защищаемых объектов и их распознавания за счет расширения диапазона частот от 5 до 20 ГГц поглощаемых электромагнитных волн от стационарных и мобильных радиолокаторов и снижения уровня мощности отраженного сигнала. Также уменьшается вес, толщина и стоимость изготовления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх