Устройство для снижения радиолокационной заметности объектов



Устройство для снижения радиолокационной заметности объектов
Устройство для снижения радиолокационной заметности объектов

 


Владельцы патента RU 2533769:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, касается вопроса применения полимерных композитов в составе устройства для снижения радиолокационной заметности и решает задачу оптимизации конструкции по радиопоглощающим свойствам. Предлагаемое устройство состоит из трех слоев: два наружных слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, а средний слой - из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости. В ребра жесткости и во внешние несущие слои введены электропроводящие материалы с поверхностным электрическим сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие поглощение падающих электромагнитных волн и приводящие к снижению отражения радиоволн в диапазонах СВЧ S, С, X, Ku, Ка от поверхности устройства из полимерных композитов в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности - в 5÷50 раз. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства для снижения радиолокационной заметности за счет расширения частотного диапазона радиопоглощения падающего электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и касается вопроса снижения радиолокационной заметности объектов с помощью применения полимерных композитов в составе устройства.

Наиболее близким к изобретению является трехслойная конструкция, состоящая из двух несущих слоев, один из которых выполнен из стеклопластика и гофрированного заполнителя, размещенного между несущими слоями, а второй несущий слой и гофрированный заполнитель выполнены из одного и того же металла, оклеенного стеклопластиком. Металл в гофрированном заполнителе изготовлен перфорированным.

Трехслойная конструкция в составе объекта располагается таким образом, что несущий слой из стеклопластика - наружный, контактирует с окружающей средой, а металлический несущий слой, обклеенный пластиком, - внутренний. Ребра жесткости в виде трапеций изготовлены из металла (патент RU №2321516 С1, 2006 г. - прототип).

Данное изобретение направлено на повышение прочности, жесткости и надежности трехслойных конструкций из композитных материалов, позволяющих существенно снизить массу конструкции.

Недостатком прототипа является то, что данная трехслойная конструкция не обеспечивает широкодиапазонного радиопоглощения, включающего диапазоны сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка, а дает узкополосное радиопоглощение при падении радиоволн за счет их интерференции при отражении на внешних и внутренних слоях. При этом ширина полос поглощения составляет 5÷30% от ширины диапазонов сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка.

Кроме того, такого вида трехслойная конструкция рассеивает падающие электромагнитные волны во все стороны, что приводит к повышению радиозаметности при локации объекта с любого угла места, азимута и ухудшает электромагнитную обстановку на объекте.

Основной задачей предлагаемого изобретения является расширение частотного диапазона радиопоглощения падающего электромагнитного излучения за счет изменения структуры трехслойной конструкции, которое приведет к снижению радиолокационной заметности объектов и воздействия высокочастотного радиоизлучения на людей.

Предлагаемое устройство состоит из трех слоев (фиг.1): два наружных несущих слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, а средний слой - из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости в виде трапеций. Отличительной особенностью данного устройства является введение в ребра жесткости и во внешние несущие слои устройства электропроводящих материалов с поверхностным электрическим сопротивлением в диапазоне 90÷1200 Ом, обеспечивающих поглощение падающих электромагнитных волн и приводящих к снижению отражения радиоволн в диапазонах сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка от поверхности устройства в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности в 5÷50 раз.

Входной наружный слой содержит материал с улучшенными теплоизолирующими характеристиками и имеет пониженную диэлектрическую проницаемость ε меньше 3. Относительно низкая диэлектрическая проницаемость обеспечивает в 2÷10 раз уменьшение отражения радиоволн от входной поверхности конструкции из композитных материалов.

Входной для излучения наружный слой толщиной 1÷10 мм является многослойным и состоит из стеклопластика, обеспечивающего жесткость и прочность слоя, и одного или нескольких слоев стекловолокнистого материала, содержащего микросферы, типа «Lantor Soric» или «Sphere Core» толщиной 1÷6 мм со сниженной диэлектрической проницаемостью ε меньше 3 для обеспечения проникновения излучения внутрь конструкции.

Тыльный наружный слой со стороны помещений толщиной 1÷8 мм, почти полностью отражающий электромагнитное излучение, также состоит из стеклопластика, комбинированного с углепластиком или целиком из углепластика, с поверхностным электрическим сопротивлением менее 10 Ом.

Средний слой толщиной 2÷16 см выполнен из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости, толщиной 0,2÷5 мм, выполненных в виде формы трапеций, соприкасающихся основаниями с наружными слоями конструкции. С точки зрения радиопоглощающих свойств, длина малого основания трапеции, касающегося входного верхнего слоя, должна быть как можно меньше, не ухудшая прочностные характеристики конструкции, а размер большого основания трапеции, касающегося тыльного слоя, может быть увеличен.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 представлена схема трехслойной конструкции в составе устройства для снижения радиолокационной заметности объектов.

Между входным наружным слоем 1, контактирующим с окружающей средой, и выходным наружным слоем 2 имеется средний слой 3, содержащий ребра жесткости 4, выполненные в виде трапеций, соприкасающихся основаниями с наружными слоями конструкции. Длина малого основания трапецевидного блока - l1, а длина большого основания - l2. Угол наклона ребра жесткости (гофры) α определяется исходя из условий оптимизации по механическим характеристикам. Монослои 5, 6, 7 (штрихпунктирная линия) - электропроводящие материалы с поверхностным сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие существенное поглощение электромагнитных волн. Эти монослои могут быть выполнены из синтетической ткани, содержащей нити с осажденным на них углеродом, являющиеся электропроводящими. Количество этих нитей определяет электропроводимость монослоя в диапазоне 90÷1200 Ом и позволяет создать оптимальную радиопоглощающую конструкцию. Монослой 8 (пунктирная линия) - углеродный электропроводящий материал с поверхностным электрическим сопротивлением менее 10 Ом.

На фиг.2 представлена спектральная зависимость коэффициента отражения электромагнитной волны от поверхности устройства в частотном диапазоне для двух ортогональных поляризаций.

На фиг.2: 9 - теоретический коэффициент отражения; 10 - экспериментальный коэффициент отражения при нормальном падении радиоволн для поляризации электромагнитной волны, перпендикулярной направлению гофров; 11 - экспериментальный коэффициент отражения при нормальном падении радиоволн для поляризации электромагнитной волны, параллельной направлению гофров. Зависимость коэффициента отражения электромагнитной волны, проходящая непрерывно по всему спектральному диапазону, соответствует теоретическим расчетам в приближении плоскослоистой модели, в которой средний слой с ребрами жесткости заменен на однородный слой с эквивалентными потерями. На фиг.2 коэффициент отражения от устройства представлен в логарифмической шкале - в децибелах (Г2, дБ) (левая ордината), а правая ордината отображает значение коэффициента отражения (Г2) от устройства в процентах относительно металлического образца. По оси абсцисс отложена частота падающей электромагнитной волны, выраженная в гигагерцах (ГГц).

Коэффициент отражения электромагнитной волны от металла составляет 0 дБ для всего частотного диапазона, а для разработанного устройства в среднем лежит ниже уровня минус 10 дБ (10%), причем в диапазоне Х в среднем достигает минус 15 дБ (3%), а в отдельных точках этого диапазона - минус 20 дБ (1%). Таким образом, эффективность снижения коэффициента отражения составляет 5÷50 раз в зависимости от рассматриваемого спектрального диапазона поглощения и его ширины.

Предлагаемое устройство в виде трехслойной конструкции обеспечивает широкодиапазонное поглощение электромагнитных волн и приводит к снижению коэффициента отражения радиоволн от поверхности устройства, состоящее из композитных материалов в диапазонах сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка в 3÷5 раз.

Предлагаемое устройство позволит радикально решить задачу снижения радиолокационной заметности объектов и использовать такую конструкцию в кораблестроении при создании судов, кораблей, платформ и других плавучих средств, а также сухопутных объектов.

1. Устройство для снижения радиолокационной заметности объектов представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из трех слоев: два наружных слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, причем внешний к окружающей среде слой свободно пропускает через себя электромагнитные волны без отражения в широком диапазоне частот, а тыльный слой со стороны помещений полностью отражает электромагнитное излучение обратно, не пропуская его внутрь защищаемого объекта, кроме того, средний слой конструкции выполнен из легковесного наполнителя с ребрами жесткости, отличающееся тем, что в ребра жесткости и во внешние несущие слои устройства введены электропроводящие материалы с поверхностным электрическим сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие поглощение падающих электромагнитных волн и приводящие к снижению отражения радиоволн в диапазонах сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ka от поверхности устройства из полимерных композитов в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности в 5÷50 раз.

2. Устройство для снижения радиолокационной заметности объектов по п.1, отличающееся тем, что входной наружный слой содержит материал с пониженной относительной диэлектрической проницаемостью ε<3, обеспечивающий снижение отражения радиоволн от входной поверхности конструкции, состоящей из композитных материалов, в 2÷10 раз, а также обладающий улучшенными теплоизолирующими свойствами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты окружающей среды от электромагнитного фона. Технический результат - повышение эффективности нейтрализации электромагнитного фона.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, используемых в конструкциях антенн для оптимизации их радиотехнических характеристик, устранения резонансных явлений и уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн.
Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно к составу углеродсодержащей композиции для получения радиозащитных материалов. Композиция содержит 5-16 мас.% ультрадисперсного активного углерода со средним размером частиц 5-100 нм и удельной поверхностью 16-320 м2/г, диспергатор в виде водного раствора натриевого стекла и стабилизатор в виде насыщенного раствора лингосульфоната аммония.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к поглотителям электромагнитных волн, и может быть использовано при оснащении безэховых камер и экранированных помещений.
Изобретение относится к области изготовления объемных поглотителей СВЧ-энергии из высокотемпературного поглощающего материала, применяемых в высокочастотных трактах радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к способу изготовления поглощающего покрытия, обеспечивающего поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками.
Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к полимерным композиционным материалам, предназначенным для поглощения высокочастотной энергии в СВЧ-устройствах.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области маскировочных строительных конструкций с открывающимися «окнами» и может быть применено для скрытия военной техники, специальных объектов и строительных площадок.

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано для проведения летно-конструкторских испытаний реактивных снарядов (PC) в снаряжении кассетными боевыми частями (КБЧ) с самоприцеливающимися боевыми элементами (СПБЭ), работающими в инфракрасных (ИК) диапазонах, а также других типов боеприпасов, оснащенных инфракрасными головками самонаведения, для имитации тепловых излучений военных объектов в пунктах дислокации или исходных районах.

Изобретение относится к области судостроения и касается снижения тепловой заметности судна. Это достигается тем, что в устройстве для уменьшения инфракрасного излучения газового потока и наружной нагретой поверхности дымовой трубы судна предусмотрены вертикальные и горизонтальные экранирующие пластины, изготовленные из композитных материалов, обладающих радиопоглощающими, теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами.

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники (ВВТ) от средств воздушно-космической разведки видимого, радиолокационного и инфракрасного диапазона.

Изобретение относится к области маскировки, а более конкретно к способам скрытия подвижных объектов в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах длин электромагнитных волн искусственной растительностью, выполненных в виде веток, закрепленных на этих объектах.

Изобретение относится к области маскировки наземных мобильных объектов от космических систем радиолокационного наблюдения. Способ скрытия наземного мобильного объекта от радиолокационного наблюдения из космоса включает оценку временного графика пролетов и направлений на космический радиолокатор, оценку максимума радиальной составляющей скорости наземного мобильного объекта относительно направления радиолокационного наблюдения, оценку требуемого снижения обнаружения и распознавания наземного мобильного объекта, оценку возможности смещения радиолокационного изображения объекта на сильно отражающий фон местности.

Хакир-33 // 2490582
Изобретение относится к маскировке, а конкретно - к устройствам маскировки объектов с помощью маскировочных устройств, работающих в оптическом режиме. .

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройствам снижения тепловой заметности военных машин при работающем двигателе. .

Изобретение относится к средствам защиты и маскирования объектов от систем радиолокационного облучения и опознавания, захвата, автоматического сопровождения и целеуказания, работающих в радиолокационном диапазоне электромагнитного спектра.

Изобретение относится к области судостроения и касается снижения тепловой заметности судна. Это достигается тем, что в устройстве для уменьшения инфракрасного излучения газового потока и наружной нагретой поверхности дымовой трубы судна предусмотрены вертикальные и горизонтальные экранирующие пластины, изготовленные из композитных материалов, обладающих радиопоглощающими, теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами.
Наверх