機翼結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于飛行器【技術領域】，提供了一種機翼結構，包括翼體，所述翼體包括載體和尖劈部件，所述尖劈部件自后端向前截面尺寸逐漸縮小，所述尖劈部件的后端連接于所述載體，所述尖劈部件的外側具有吸波材料層，所述吸波材料層包括至少兩層疊設的吸波結構。本實用新型所提供的機翼結構，機翼前緣設置有低RCS的尖劈部件，并采用吸波材料層與低RCS形狀的尖劈部件結合，吸波效果非常好，可以使雷達波入射到機翼表面產生散射的同時，吸收掉產生鏡面反射的電磁波，而且具有超寬頻吸波性能，使RCS值降低。
【專利說明】機翼結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于飛行器【技術領域】，尤其涉及一種機翼結構。
【背景技術】
[0002]低的飛機雷達特征信號可以有效降低載機的電磁散射，使敵方雷達接收機的信噪比變差，并可以在不增加己方干擾機功率的情況下增加干擾距離(燒穿距離)，降低被敵方雷達發現的概率，從而在兩個方面提高飛機生存力。當雷達波照射到機體表面上時，在不同部位根據各部位分布的形狀將發生鏡面散射(具有較大的平面部分)、邊緣(復合面與面的相交處)及尖端(翼尖、鼻尖等尖劈狀物體)繞射和爬行波(沿機體表面傳播)等。在一些特殊的部位各種散射源很可能相互疊加共同作用形成一個強散射點源。
[0003]飛機的機翼是機體的重要組成部分，一般安裝在機身上，其主要作用是產生升力，同時機翼內也可以布置彈倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。不同形式的機翼對于飛機本身的飛行性能及雷達隱身特性都有不同的影響。同時機翼也是機體RCS(Radar Cross section,縮寫RCS，雷達散射截面)產生的重要來源，
[0004]在不改變機翼動力性能方面降低其RCS值至關重要，尤其是在軍用飛機方面，需求急為迫切。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種機翼結構，其可降低機翼的RCS值。
[0006]本實用新型是這樣實現的:一種機翼結構，包括翼體，所述翼體包括載體和尖劈部件，所述尖劈部件自后端向前截面尺寸逐漸縮小，所述尖劈部件的后端連接于所述載體，所述尖劈部件的外側具有吸波材料層，所述吸波材料層包括至少兩層疊設的吸波結構。
[0007]可選地，所述吸波結構包括多個矩陣排列的疊層單元。
[0008]可選地，所述疊層單元包括依次疊層設置的第一基板、第一導電材料層、第二基板和第二導電材料層。
[0009]可選地，所述吸波材料層還包括金屬底板，所述疊層單元中的第一基板與所述金屬底板相貼。
[0010]可選地，所述第一導電材料層的外形尺寸小于所述第一基板的外形尺寸；所述第二導電材料層的外形尺寸小于所述第二基板的外形尺寸；所述第二導電材料層的外形尺寸小于所述第一導電材料層的外形尺寸。
[0011]可選地，所述第一基板和所述第二基板上設置有蜂窩結構或者所述第一基板和所述第二基板采用泡沫材料制成。
[0012]可選地，所述吸波材料層的外側覆蓋有蒙皮層。
[0013]可選地，所述載體具有上翼面、下翼面和前端面，所述上翼面的前端、下翼面的前端分別連接于所述前端面的兩端，所述上翼面的后端連接于所述下翼面的后端，所述上翼面、下翼面和前端面合圍形成所述載體，所述尖劈部件固定連接或一體成型于所述載體的前端面。
[0014]可選地，所述尖劈部件呈殼狀，其包括上殼面和下殼面，所述下殼面的前端與所述下殼面的前端連接，所述上殼面和下殼面的后端固定連接于所述載體的前端面。
[0015]可選地，所述尖劈部件呈實心塊狀且一體成型于所述載體的前端面。
[0016]本實用新型所提供的機翼結構，機翼前緣設置有低RCS的尖劈部件，并采用吸波材料層與低RCS形狀的尖劈部件結合，吸波效果非常好，可以使雷達波入射到機翼表面產生散射的同時，吸收掉產生鏡面反射的電磁波，而且具有超寬頻吸波性能，使RCS值降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例一提供的機翼結構的剖面示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例一提供的機翼結構中載體和尖劈部件的剖面示意圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例一提供的機翼結構中吸波材料層的疊層單元的側視圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例一提供的機翼結構中疊層單元的第一基板和第一導電材料層的平面示意圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例一提供的機翼結構中疊層單元的第二基板和第二導電材料層的平面示意圖；
[0022]圖6是本實用新型實施例一提供的機翼結構中吸波材料層的寬頻吸波超材料反射率曲線；
[0023]圖7是本實用新型實施例一提供的機翼結構設置吸波材料層前后的RCS對比測試圖；
[0024]圖8是本實用新型實施例二提供的機翼結構的剖面示意圖；
[0025]圖9是本實用新型實施例二提供的機翼結構中載體和尖劈部件的剖面示意圖；
[0026]圖10是本實用新型實施例二提供的機翼結構中吸波材料層的寬頻吸波超材料反射率曲線；
[0027]圖11是本實用新型實施例二提供的機翼結構設置吸波材料層前后的RCS對比測試圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0030]還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。
[0031]實施例一:[0032]如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的一種機翼結構，包括翼體1，翼體I包括載體11和尖劈部件12。尖劈部件12自后端向前截面尺寸逐漸縮小，尖劈部件12的前端可呈尖狀，尖劈部件12向機翼前方方向的截面是逐漸縮小的，以減小在前方方向的鏡面反射面積。尖劈部件12的后端連接于載體11，尖劈部件12的外側具有吸波材料層13，吸波材料層13包括至少兩層疊設的吸波結構130，吸波材料層13可作為多層復合超材料，其吸波效果好，利于降低機體的RCS (Radar Cross section,雷達散射截面),可以有效降低載機的電磁散射，飛機雷達特征信號低，使敵方雷達接收機的信噪比變差，并可以在不增加己方干擾機功率的情況下增加干擾距離(燒穿距離)，降低被敵方雷達發現的概率。
[0033]具體地，如圖1?圖3所示，吸波結構130包括多個矩陣排列的疊層單元130，通過設置多個沿尖劈部件12外部形狀相鄰排列的疊層單元130，且疊層單元130具有兩層或兩層以上，進一步提高了吸波材料層13的吸波效果，利于進一步降低RCS。
[0034]具體地，如圖3所示，疊層單元130包括依次疊層設置的第一基板131、第一導電材料層132、第二基板133和第二導電材料層134。每一個疊層單元130可包括依次疊層設置的一個第一基板131、一個第一導電材料層132、一個第二基板133和一個第二導電材料層134。第一導電材料層132的下端面可通過粘接等加工工藝附著于第一基板131的上端面，第二基板133的下端面可通過粘接等加工工藝附著于第一導電材料層132的上端面，第二導電材料層134的下端面可通過粘接等加工工藝附著于第二基板133的上端面。第一導電材料層132與第二導電材料層134可以采用不同匹配特性的材料制成，對不同頻段的電磁波具有較好的電磁匹配特性，第一導電材料層132與第二導電材料層134結合第一基板131、第二基板133形成兩層電阻屏，綜合各層的效應從而達到較佳的吸波效果，可以針對不同頻點或者比較寬的頻段達到較好的吸波效果，吸波效果好的頻段比較寬。
[0035]上述吸波材料層13可作為超材料層，是一種以人造微結構為基本單元并以特定方式進行空間排布的具有特殊電磁響應的材料結構，其對電磁響應的特征往往不取決于其構成材料的本征性質，而是由其人造微結構的特征所決定，并且超材料可以在一定范圍內實現普通材料無法具備的折射率、磁導率以及吸波極化性能，從而可以有效控制電磁波的傳播特性。
[0036]具體地，如圖3所示，第一基板131、第二基板133可采用相同材質的材料制成。第一基板131、第二基板133可以采用具有較高介電常數的板材制成，優選采用介電常數在6至16之間的基板制成，例如羅杰斯公司生產的牌號為R03006的板材。當然，第一基板131、第二基板133也可采用不同材質的材料制成，其介電常數也可以根據實際情況設定為其它合適的范圍，也可選用其它合適的板材。
[0037]具體地，如圖3所示，如圖1?圖3所示，吸波材料層13還可包括金屬底板135，金屬底板135也稱金屬反射板,金屬底板135可與尖劈部件12的外側相貼。疊層單兀130中的第一基板131與金屬底板135相貼,形成了 Salisbury屏。所謂Salisbury屏,指金屬底板135與電阻屏的組合結構。第一基板131的下端面可通過粘接等加工工藝附著于金屬底板135。金屬底板135的外形可以與第一基板131的外形相同。可以改變吸波結構130的整體匹配性能和損耗性能，多層的電阻屏相互間的耦合以及阻抗的匹配效果好。圖6是本實施例提供的機翼結構中吸波材料層的寬頻吸波超材料反射率曲線。
[0038]具體地,如圖3?圖4所不,第一導電材料層132的外形尺寸小于第一基板131的外形尺寸，且第一導電材料層132設置于第一基板131的中央處。
[0039]具體地，如圖3?圖5所示，第二導電材料層134的外形尺寸可小于第二基板133的外形尺寸，且第二導電材料層134設置于第二基板133的中央處。
[0040]具體地，如圖3?圖5所示，第二導電材料層134的外形尺寸可小于第一導電材料層132的外形尺寸。以達到更好的吸波效果
[0041]具體地，如圖3?圖5所示，第一基板131的外形尺寸與第二基板133的外形尺寸相等，第一基板131、第二基板133可對齊設置。
[0042]具體地，疊層單元130還可包括疊層設置的第三基板和第三導電材料層或/和第四基板和第四導電材料層等，基板和導電材料層的層數可設置為兩層或兩層以上。
[0043]具體地，第一基板131和/或第二基板133上設置有蜂窩結構，以減輕產品重量，產品面密度可不超過1.5kg/平方米。
[0044]另外，第一基板131和/或第二基板133采用泡沫材料制成，以減輕產品重量，產品面密度可不超過1.5kg/平方米。吸波材料層13的厚度僅5_時便能實現寬頻較高反射率設計，
[0045]具體地，如圖2所示，吸波材料層13的外側覆蓋有蒙皮層14，蒙皮層14包覆于吸波材料層13且與載體11之間平滑過渡連接，以進一步降低RCS。
[0046]具體地，如圖1和圖2所示，載體11具有上翼面111、下翼面112和前端面113，上翼面111、下翼面112可呈弧面狀等合適形狀，前端面113可呈平面狀。載體11可采用金屬等合適材料制成。上翼面111的前端、下翼面112的前端分別連接于前端面113的上下兩端，上翼面111的后端連接于下翼面112的后端，上翼面111、下翼面112和前端面113合圍形成載體11，尖劈部件12固定連接或一體成型于載體11的前端面113，尖劈部件12的尖端朝前。
[0047]具體地，如圖1和圖2所示，尖劈部件12呈殼狀，其包括上殼面121和下殼面122，下殼面122的前端與下殼面122的前端連接，上殼面121和下殼面122的后端固定連接于載體11的前端面113，減輕了機翼的重量且降低了機翼的鏡面反射面積。尖劈部件12可一體成型。
[0048]本實用新型所提供的機翼結構，機翼前緣設置有低RCS的尖劈部件12，利用設計全新的頻低RCS機翼前緣。并采用基于超材料的吸波材料層13與低RCS形狀結合，吸波效果非常好，更為關鍵的為吸波材料層13在滿足以上要求的同時，吸波材料層13的厚度及重量也比較理想。可以根據實際情況通過調整厚度調整相應工作頻率。可以使雷達波入射到機翼表面產生散射的同時，吸收掉產生鏡面反射的電磁波，而且具有超寬頻吸波性能，其應用領域比較廣，可用于各種航天器。
[0049]本實用新型中，吸波材料層13在寬頻范圍內吸波效果比較理想，在1-18GHZ內RCS降低非常明顯，如圖7所示，在S與C波段降低的非常明顯，達10dB，有些頻點達到20dB以下，在不改變機翼動力性能的前提下降低了其RCS值，圖7中最上方的實線為未設置吸波材料層13時機翼與載體的反射率曲線；下方的實線為設置有吸波材料層13時機翼與載體的反射率曲線，圖7中點劃線為目標反射率曲線。
[0050]實施例二:
[0051]與實施例一中尖劈部件不同，本實施例中，如圖8和圖9所示，尖劈部件12’也可以呈實心塊狀且一體成型于載體11’的前端面，尖劈部件12’的截面可呈三角形。本實施例中，尖劈部件12的截面呈等腰三角形，且該等腰三角形的底面一體成型于載體11的前端面。當然，尖劈部件12的兩側也可設置為弧面等合適結構形狀。吸波材料層13’包覆于尖劈部件12’的外側，蒙皮層14’包覆于吸波材料層13’且與載體11’之間平滑過渡連接。圖10是本實施例提供的機翼結構中吸波材料層的寬頻吸波超材料反射率曲線。圖11中最上方的實線為未設置吸波材料層13時機翼與載體的反射率曲線；下方的實線為設置有吸波材料層13時機翼與載體的反射率曲線，圖11中點劃線為目標反射率曲線。
[0052]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種機翼結構，包括翼體，其特征在于，所述翼體包括載體和尖劈部件，所述尖劈部件自后端向前截面尺寸逐漸縮小，所述尖劈部件的后端連接于所述載體，所述尖劈部件的外側具有吸波材料層，所述吸波材料層包括至少兩層疊設的吸波結構。
2.如權利要求1所述的機翼結構，其特征在于，所述吸波結構包括多個矩陣排列的疊層單元。
3.如權利要求2所述的機翼結構，其特征在于，所述疊層單元包括依次疊層設置的第一基板、第一導電材料層、第二基板和第二導電材料層。
4.如權利要求3所述的機翼結構，其特征在于，所述吸波材料層還包括金屬底板，所述疊層單元中的第一基板與所述金屬底板相貼。
5.如權利要求3所述的機翼結構,其特征在于,所述第一導電材料層的外形尺寸小于所述第一基板的外形尺寸；所述第二導電材料層的外形尺寸小于所述第二基板的外形尺寸；所述第二導電材料層的外形尺寸小于所述第一導電材料層的外形尺寸。
6.如權利要求3所述的機翼結構，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板上設置有蜂窩結構或者所述第一基板和所述第二基板采用泡沫材料制成。
7.如權利要求1所述的機翼結構，其特征在于，所述吸波材料層的外側覆蓋有蒙皮層。
8.如權利要求1至7中任一項所述的機翼結構，其特征在于，所述載體具有上翼面、下翼面和前端面，所述上翼面的前端、下翼面的前端分別連接于所述前端面的兩端，所述上翼面的后端連接于所述下翼面的后端，所述上翼面、下翼面和前端面合圍形成所述載體，所述尖劈部件固定連接或一體成型于所述載體的前端面。
9.如權利要求8所述的機翼結構，其特征在于，所述尖劈部件呈殼狀，其包括上殼面和下殼面，所述下殼面的前端與所述下殼面的前端連接，所述上殼面和下殼面的后端固定連接于所述載體的前端面。
10.如權利要求8所述的機翼結構，其特征在于，所述尖劈部件呈實心塊狀且一體成型于所述載體的前端面。
【文檔編號】B64C3/10GK203512020SQ201320647235
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】不公告發明人 申請人:深圳光啟創新技術有限公司