Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Daha sert bir kaplama, hayalet uçakların şeklini nasıl değiştirebilir?

19.05.2021
130
Daha sert bir kaplama, hayalet uçakların şeklini nasıl değiştirebilir?

Gizli avcılar ve bombardıman uçakları dünyadaki en pahalı uçaklar arasındadır ve tespit edilmekten kaçınmak için radar emici bir polimer kaplamaya güvenirler. Ancak bu polimer o kadar kırılgandır ki, bu son teknoloji uçakların cildi koruyacak şekilde tasarlanması gerekir bu, havadaki performanslarını düşürmek anlamına gelse bile.

Yeni bir materyal bunu değiştirmeye hazır. Araştırmacılar, aynı zamanda daha arzu edilen gizlilik özelliklerine sahip daha sert bir kaplama yaratarak, yeni malzemenin tasarımcıların gizli jeti yeniden düşünmelerine olanak sağlayacağına inanıyor.

NC State’teki araştırma ekibinin daha sert radarı geliştirdiği Chengying “Cheryl” Xu, “Şuna geliyor: Bunu büyütmek için ihtiyaç duyduğumuz desteği alırsak, emici malzeme uçak üreticileri gizli uçakları temelde yeniden tasarlayabilecekler,” diyor. “Tasarladığımız malzeme yalnızca daha fazla radar emici olmakla kalmıyor, aynı zamanda yeni nesil gizli uçakların daha hızlı, daha manevra kabiliyetine sahip olmasını ve daha uzağa gidebilmesini sağlayacak.”

Mücadeleler

Mevcut hayalet uçaklar radar emici polimerlerle kaplanmıştır. Bu malzemeler radardan enerjinin % 70-80’ini absorbe edebilmektedir. Diğer tasarım özellikleriyle birleştiğinde bu, uçağın radar sinyalini çok zayıf hale getirebilir. Bu, uçağı radar için gerçekten “görünmez” yapmasa da, onları görmeyi çok zorlaştırıyor. Bu da uçağa askeri durumlarda muazzam bir avantaj sağlıyor. (Bu nedenle gizli uçaklara yapılan harcamaların artması bekleniyor.)

Bununla birlikte, bu radar emici malzemelerin önemli sınırlamaları vardır.

Birincisi, radar emici polimerler çok sağlam değildir. Tuz, nem ve aşındırıcı malzemelere maruz kalmak bu malzemeleri çok hızlı bozabilir ve hatta soyabilir.

Diğer bir sorun, radar emici polimerlerin 250 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda ayrışmasıdır ki bu da iki önemli tasarım zorluğuna yol açar.

Bir jet üzerinde özellikle ısınabilecek iki yer vardır. Süpersonik uçaklar için, bu yerlerden biri kanatların ön kenarıdır. Bir kanadın kenarı karşıdan gelen havaya yüksek hızlarda çarptığında, muazzam miktarda sürtünme oluşturur. Bu, kanadın kenarında 250 C’yi aşan sıcak noktalar oluşturabilir. Bu, sürtünmeyi ve bunlara eşlik eden sıcak noktaları azaltmak için kanadın tasarımını etkiler. Bununla birlikte, bu tasarım hususları uçağın performansını etkiler.

İkinci yüksek sıcaklık alanı uçağın arkasındadır, çünkü en soğuk jet egzoz sıcaklıkları bile 250 C’nin üzerindedir. egzoz nozulları radar emici cilt için fazla ısınmaz. Ne yazık ki, bu nozulların şekli ve ağırlığı, uçağı daha az yakıt verimli, daha yavaş ve daha az manevra kabiliyetine sahiptir.

A B-2 Spirit havada yakıt ikmali yapar. Katkı Sağlayanlar: ABD Hava Kuvvetleri fotoğrafı Kıdemli Havacı Keith James / Yayınlandı

Umut Veren Bir Çözüm

Bu etkileyici zorluklar dizisinin üstesinden gelmek için Xu ve çalışma arkadaşları, eşit derecede etkileyici özelliklere sahip seramik bir malzeme yarattılar.

Birincisi, laboratuar testleri seramiğin mevcut polimerlerden daha fazla radar emici olduğunu ve radardan gelen enerjinin% 90 veya daha fazlasını emebildiğini buldu. Gerçekte, radarın “görmesi” çok daha zordur.

Ayrıca malzeme suya dayanıklıdır ve kumdan daha serttir. Başka bir deyişle, zorlu koşullara daha iyi dayanabilir.

Dahası, seramik malzeme radar emici özelliklerini 1.800 C’ye kadar (ve -100 C’ye kadar soğuk) kadar yüksek sıcaklıklarda korur.

Seramik, tüm uçağın yüzeyine uygulanabilir ve sertlik ve sıcaklık esnekliği kombinasyonu, havacılık mühendislerinin, önceki nesil gizli araçlar tarafından kullanılan polimerlerin kırılganlığıyla sınırlandırılmayan uçakları tasarlamasına izin verir.

Aslında, seramik “kabuğu” uygulamak oldukça basittir. Uçağın yüzeyine bir sıvı seramik öncü püskürtülür. Sıvı öncü ortam havasına maruz kaldığında, bir dizi kimyasal reaksiyona girer ve katı seramik malzemeye dönüştürülür.

Xu, “Bu süreç bir ila iki gün sürer” diyor.

Sıradaki ne?

Malzemenin özellikleri laboratuar testleri ile belirlenmiştir. Ancak, maliyet sınırlamaları nedeniyle, araştırmacılar yalnızca elinize sığacak kadar küçük numuneler yaptılar ve test ettiler.

Xu, “Yakın zamanda Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Dairesinden çok daha büyük numuneler üretmemize ve test etmemize olanak sağlayacak fon sağladık, bu yüzden şu anda üzerinde çalıştığımız şey bu,” diyor. “Nihayetinde, bunu ölçeklendirmek ve yeni nesil hayalet uçaklar üzerinde çalışmaya başlamak için endüstri ortaklarıyla birlikte çalışmayı umuyoruz .”

Bu noktadaki çalışma, ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlanan üç makalede anlatılmıştır : “Polimerden Türetilmiş SiOC Seramikten Yapılmış Geniş Bant Ayarlı Mikrodalga Emici Seramik Kompozitler ve Yerinde Kısmen Yüzey Oksitlenmiş Ultra Yüksek- Sıcaklık Seramikleri, “” Yüksek Performanslı Elektromanyetik Parazit Koruması için Çok Yüksek Sıcaklık Seramik – Polimerden Türetilmiş SiOC Seramik Kompozitleri “ve” Eşzamanlı Termal Koruma ve Karbon Fiberle Güçlendirilmiş Polimer Kompozitleri için Elektromanyetik Parazit Koruması için Çok Fonksiyonlu Seramik Kompozit Sistem. “

Kapak Resim: Bir ABD Hava Kuvvetleri F-35A Lightning II Müşterek Taarruz Uçağı. Kredi: ABD Hava Kuvvetleri fotoğrafı, Usta Sgt. John R. Nimmo, Sr./ Yayınlandı

Daha fazla bilgi: Yujun Jia ve ark. Polimerden Türetilmiş SiOC Seramikten Yapılmış Geniş Bant Ayarlı Mikrodalga Emici Seramik Kompozitler ve Yerinde Kısmen Yüzey Oksitlenmiş Ultra Yüksek Sıcaklık Seramikler, ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler (2019). DOI: 10.1021 / acsami.9b16475

Yujun Jia vd. Yüksek Performanslı Elektromanyetik Girişim Koruması için Çok Yüksek Sıcaklık Seramik – Polimerden Türetilmiş SiOC Seramik Kompozitleri, ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler (2020). DOI: 10.1021 / acsami.0c08479

Yujun Jia vd. Karbon Fiberle Güçlendirilmiş Polimer Kompozitler, ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler için Eşzamanlı Termal Koruma ve Elektromanyetik Parazit Koruması için Çok Fonksiyonlu Seramik Kompozit Sistem (2020). DOI: 10.1021 / acsami.0c17361

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.