×
18.05.2019
219.017.59f1

Результат интеллектуальной деятельности: КОНСТРУКЦИОННЫЙ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области конструкционных радиопоглощающих материалов, которые используются для обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защиты персонала от электромагнитного излучения в СВЧ диапазоне. Предложенный конструкционный радиопоглощающий материал содержит последовательно расположенные внешний конструкционный слой, диэлектрический слой и металлический экран, при этом диэлектрический слой является конструкционным и представляет собой градиентную структуру, выполненную из стеклопластика, содержащего поглощающий наполнитель в виде науглероженного волокна. Диэлектрическая проницаемость материала увеличивается от внешнего конструкционного слоя к металлическому экрану. Поглощающий наполнитель представляет собой науглероженное рубленое волокно в виде диполей с отношением длины волокна к диаметру 200-1000. Содержание поглощающего наполнителя в каждом пакете составляет не более 1% по объему. Диэлектрический слой включает, по крайней мере, два пакета из конструкционных монослоев стеклопластика с различным содержанием поглощающего наполнителя. Повышение эффективности защиты от электромагнитного излучения при высоких прочностных характеристиках материала является техническим результатом изобретения. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области конструкционных радиопоглощающих материалов, которые используются для обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защиты персонала от электромагнитного излучения в СВЧ диапазоне.

В настоящее время существует множество радиопоглощающих материалов в виде покрытий, напыляемых или приклеиваемых на защищаемые объекты или изделия. При их применении увеличивается вес изделия, что приводит к ограничению толщины и диапазона частот эффективного действия. Кроме того, возникает опасность уноса (отклеивания) покрытия в процессе эксплуатации.

Известен конструкционный материал, поглощающий электромагнитное излучение, представляющий собой многослойную структуру, имеющую в своем составе поглощающие диэлектрические слои, пропитанные полимерным связующим. Поглощающие слои содержат наполнитель в виде диполей из углеродсодержащих волокон и располагаются между диэлектрическими слоями на основе кевлара, пластика или вспененного полиуретана (пат. EP №0742095).

Данная структура материала обеспечивает уровень ослабления ЭМИ более чем на 20 дБ в дискретных частотных диапазонах в пределах от 5 до 26 ГГц и обладает механической прочностью (прочность при растяжении 15 МПа, модуль упругости - 2,5 ГПа).

Известен также трехслойный радиопоглощающий материал диэлектрического типа, включающий слои с разной диэлектрической проницаемостью, возрастающей от внешнего слоя к внутреннему, наполненному электрически проводящими частицами (пат. US №6111534).

Материал эффективен в диапазонах частот 8-18 ГГц, 35 ГГц и 94 ГГц. В качестве поглощающего наполнителя (электрически проводящих частиц) используются гранулы углерода, диаметром меньше 0,1 мм. Количество его не превышает по массе 10% и обеспечивает ослабление электромагнитной энергии отраженной волны более 10 дБ в указанных частотных диапазонах. Кроме того, данный материал имеет прочность на сжатие около 100 МПа.

Недостатком известных технических решений является низкая механическая прочность радиопоглощающих материалов, которая не позволяет изготавливать из них детали и элементы изделий для обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защиты персонала от электромагнитного излучения в СВЧ диапазоне.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является конструкционный радиопоглощающий материал, состоящий из собранных в плоский пакет внешнего конструкционного слоя, тонкого электропроводящего слоя, согласующего диэлектрического слоя и металлического экрана, при этом электропроводящий слой расположен между конструкционным и согласующим диэлектрическим слоем, а с другой стороны согласующего диэлектрического слоя расположен металлический экран (пат. РФ №2367069).

Недостатком прототипа является то, что слои, обеспечивающие прочностные характеристики, не используются как радиопоглощающие, а электропроводящий и согласующий (диэлектрический) слои не являются конструкционными, при этом электропроводящий слой не может обеспечить эффективность в широкой полосе частот. Так, при толщине 14 мм данная структура эффективна только в диапазоне длин волн 3,32-8,62 см (перекрытие всего в 2,6 раза).

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочностных характеристик радиопоглощающего конструкционного материала при расширении диапазона длин волн, в котором сохраняются радиотехнические характеристики.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предлагается конструкционный радиопоглощающий материал, включающий последовательно расположенные внешний конструкционный слой, диэлектрический слой и металлический экран, в котором диэлектрический слой является конструкционным и представляет собой градиентную структуру из стеклопластика, содержащего поглощающий наполнитель в виде науглероженного волокна, при этом диэлектрическая проницаемость увеличивается от внешнего конструкционного слоя к металлическому экрану.

Поглощающий наполнитель выполнен из науглероженного рубленого волокна в виде диполей с отношением длины волокна к диаметру 200÷1000.

Содержание поглощающего наполнителя в каждом пакете составляет не более 1% по объему.

Диэлектрический слой включает, по крайней мере, два пакета из конструкционных монослоев стеклопластика с различным содержанием поглощающего наполнителя.

Внешний конструкционный слой дополнительно содержит поглощающий наполнитель.

В качестве металлического экрана используют электропроводящую ткань или ткань с электропроводящим покрытием.

В отличие от прототипа, в предлагаемом изобретении диэлектрический слой является конструкционным и выполнен в виде градиентной структуры из нескольких пакетов монослоев из стеклопластика, содержащего в качестве наполнителя науглероженное волокно, что позволяет значительно увеличить прочность на разрыв и получить удовлетворительные радиотехнические характеристики в широком диапазоне частот радиопоглощающего материала. В качестве поглощающего наполнителя используются распределенные по объему длинномерные резистивные элементы (диполи с отношением длины к диаметру порядка сотен). Правильно выбранные отношение длины к диаметру науглероженного волокна, толщины структуры и объемного распределения наполнителя по слоям обеспечивают наиболее полное поглощение электромагнитной энергии в материале и уровень отражения электромагнитных волн от материала, равный примерно уровню отражения на границе раздела воздух - материал в широком диапазоне частот. Применение одного электропроводящего слоя (в прототипе) за счет интерференции может обеспечить величину уровня отражения менее, чем на границе раздела, но в очень узкой полосе частот, вне этой полосы уровень отражения будет значительно выше, чем на границе раздела. При отношении длины диполей к их диаметру порядка сотен коэффициент деполяризации очень мал и благодаря этому необходимая их концентрация также очень мала (не более 1% по объему). При такой концентрации конструкционные свойства слоев не ухудшаются.

Примеры осуществления.

Конструкционный радиопоглощающий материал, состоящий из внешнего конструкционного слоя, диэлектрического слоя и металлического экрана, получали методом прессования.

Внешний конструкционный слой состоял из 14 монослоев стеклоткани Т-60 (ТУ 6-48-057-86904-111-92), пропитанной связующим ВСЭ-1212 (ТУ 1-595-12-1068-2009), и имел толщину 2,3 мм.

Диэлектрический слой состоял из трех пакетов с разным содержанием поглощающего наполнителя и толщиной.

В качестве поглощающего наполнителя использовали науглероженные волокна (ТУ 1-595-19-1022-2007) - «Углен-ЦШЭ» и «Углен-9» длиной 5 мм.

Пакет №1 (отсчет номеров пакетов от металлического экрана) состоял из 10-ти монослоев стеклоткани Т-60 (ТУ 6-48-057-86904-111-92), пропитанной связующим ВСЭ-1212 (ТУ 1-595-12-1068-2009), и равномерно распределенного в нем поглощающего наполнителя «Углен-9» в количестве 0,16 об.%. Толщина пакета составляла 1,77 мм.

Пакет №2 состоял из 19-ти монослоев стеклоткани Т-60 (ТУ 6-48-057-86904-111-92), пропитанной связующим ВСЭ-1212 (ТУ 1-595-12-1068-2009), и равномерно распределенного в нем поглощающего наполнителя «Углен-ЦШЭ» в количестве 0,27 об.%. Толщина пакета составляла 3,23 мм.

Пакет №3 состоял из 24-х монослоев стеклоткани Т-60 (ТУ 6-48-057-86904-111-92), пропитанной связующим ВСЭ-1212 (ТУ 1-595-12-1068-2009), и равномерно распределенного в нем поглощающего наполнителя «Углен-ЦШЭ» в количестве 0,10 об.%. Толщина пакета составляла 4,1 мм.

Полученные слои соединяли с металлическим экраном в соответствии с фигурой 1 и подвергали прессованию.

В качестве металлического экрана использовали металлизированную стеклоткань Э-0,1Н (ТУ-11-501-79).

Общая толщина материала в результате составила 11,4 мм.

В таблице 1 приведены значения коэффициентов отражения предложенного материала и прототипа.

Из таблицы 1 видно, что предлагаемый материал в отличие от слаборезонансного прототипа имеет удовлетворительные радиотехнические характеристики в широком диапазоне частот (длин волн), имеет преимущество по прочности на разрыв не менее чем в 2 раза, частотному диапазону в 2,3 раза и толщине в 1,2 раз при величине коэффициента отражения не выше - 10 дБ.

Таблица 1
Частота, ГГц Длина волны, см Коэффициент отражения, дБ Прочность на разрыв, МПа Толщина, мм
Предлагаемый материал Прототип Предлагаемый материал Прототип Предлагаемый материал Прототип
2,0 15 -10,8 -6,0 не менее 300 не более 130 11,4 14,0
3,0 10 -10,8 -9,0
4,0 7,5 -11,4 -15,0
5,0 6,0 -10,2 -14,0
6,0 5,0 -10,0 -14,0
7,5 4,0 -11,7 -14,0
10,0 3,0 -13,1 -7,0
12,0 2,5 -10,0 -5,0

Предлагаемое изобретение позволит обеспечить электромагнитную совместимость бортового радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов и защиту от электромагнитного излучения.

Высокие прочностные характеристики конструкционного радиопоглощающего материала позволяют использовать его для изготовления конструктивных узлов и элементов.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 181-190 of 251 items.
01.09.2018
№218.016.81f8

Корпус для микросистем измерения силы тока

Использование: для датчиков тока. Сущность изобретения заключается в том, что корпус для микросистем измерения силы тока, содержащий крышку и сопрягаемые между собой две части корпуса: основание и вставку, верхняя поверхность основания выполнена с углублением для размещения компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665491
Дата охранного документа: 30.08.2018
19.01.2019
№219.016.b1f5

Способ сварки трением с перемешиванием алюминиевых заготовок переменной толщины

Изобретение может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из алюминиевых полуфабрикатов переменной толщины методом сварки трением с перемешиванием. В процессе сварки проводится пошаговый контроль температуры поверхности сварного шва позади сварочного инструмента. При фиксировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677559
Дата охранного документа: 17.01.2019
20.02.2019
№219.016.c227

Гидроакустический приемоизлучающий тракт

Заявлен гидроакустический приемоизлучающий тракт, содержащий блок управления 1, соединенный со вторыми входами блока индикации 2 и основного усилителя 3, а также с синтезатором 4, выходы которого соединены со вторыми входами n смесителей 5-6, а также через n каналов, состоящих каждый из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002453861
Дата охранного документа: 20.06.2012
20.02.2019
№219.016.c24e

Гидроцилиндр с механическим затвором в крайних положениях поршня

Изобретение относится к области судостроения, машиностроения и касается вопроса создания движительно-рулевых подъемных, винторулевых и подруливающих комплексов с фиксацией полного, высшего положения механизма в крайнем положении. Гидроцилиндр с механическим замком в крайних положениях поршня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458817
Дата охранного документа: 20.08.2012
20.02.2019
№219.016.c258

Способ получения деминерализованного костного матрикса в виде крошки

Изобретение относится к медицине, а именно к способу получения деминерализованного костного матрикса в виде крошки. Способ получения деминерализованного костного матрикса в виде крошки, включающий измельчение кости, обработку фрагментов кости раствором Tween-80, удаление детергента, обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456003
Дата охранного документа: 20.07.2012
23.02.2019
№219.016.c712

Экономнолегированная хладостойкая высокопрочная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным хладостойким конструкционным сталям, используемым для изготовления сосудов высокого давления, применяемых для хранения сжатых газов (воздуха) в широком диапазоне температур, в том числе на Крайнем севере. Сталь содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680557
Дата охранного документа: 22.02.2019
06.03.2019
№219.016.d2d6

Хладостойкая свариваемая arc-сталь повышенной прочности

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству листового проката из хладостойкой arc-стали повышенной прочности и улучшенной свариваемости для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, машиностроении, мостостроении и других отраслях промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681094
Дата охранного документа: 04.03.2019
11.03.2019
№219.016.dbc8

Расплав на основе цинка для нанесения защитных покрытий на стальную полосу горячим погружением

Изобретение относится к области нанесения защитных металлических покрытий, в частности нанесения покрытий из расплавов на основе цинка на стальную полосу. Расплав содержит 0,003-0,03 мас.% индия, 0,84-5,24 мас.% алюминия, 0,6-3,74 мас.% магния при соотношении алюминия к магнию 1,4:1, и цинк -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470088
Дата охранного документа: 20.12.2012
11.03.2019
№219.016.ddde

Способ дифференциальной диагностики респираторных вирусных инфекций методом мультиплексной пцр с детекцией в режиме реального времени и перечень последовательностей для его осуществления

Изобретение относится к биотехнологии, медицинской вирусологии, молекулярной биологии и эпидемиологии. Описан способ дифференциальной диагностики респираторных вирусных инфекций методом мультиплексной обратной транскрипции и ПЦР с детекцией в режиме реального времени. Способ предусматривает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460803
Дата охранного документа: 10.09.2012
20.03.2019
№219.016.e975

Электрогидравлический следящий привод

Изобретение относится к области гидроавтоматики и гидропривода и может быть использовано, например, в системах управления объектов с высокими динамическими свойствами при воздействии на них электромагнитных помех, повышенной радиации и работе во взрывоопасных помещениях. Привод содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002467214
Дата охранного документа: 20.11.2012
Showing 1-3 of 3 items.
12.01.2017
№217.015.5861

Способ получения коллагенового белка из продуктов кожевенного производства

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают и промывают коллагенсодержащее сырье, в качестве которого используют гольевой спилок или гольевую обрезь шкур KPC. Осуществляют щелочно-солевую обработку и промывку. Далее проводят химическую обработку раствором, содержащим 3% раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588440
Дата охранного документа: 27.06.2016
10.05.2018
№218.016.38d2

Модульная платформа для раздельного сбора и транспортировки отходов

Платформа содержит контейнеры для сбора отходов и устройство контроля наполнения и состоит из модулей, соединенных между собой креплениями. Каждый модуль имеет разъемы для установки контейнеров, а устройство контроля и передачи данных о степени наполнения контейнеров состоит из датчика контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646886
Дата охранного документа: 12.03.2018
09.06.2019
№219.017.7cba

Радиопоглощающий материал

Изобретение относится к области получения радиопоглощающих материалов (РПМ), обеспечивающих снижение уровня вторичного излучения, электромагнитную совместимость бортовой аппаратуры, коррекцию диаграмм направленности бортовых антенных систем при длительной эксплуатации и воздействии агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410777
Дата охранного документа: 27.01.2011
+ добавить свой РИД