翼尖等雷達強反射部位,如圖 " "所示。
圖 " "%夾層結構的典型吸波特性曲線
圖 " "%機翼前緣吸波復合結構
&—’采用的蜂窩夾芯雷達吸波結構為非金屬蜂窩芯浸漬有碳粉或含有其他損耗或吸波物質的樹脂,并在多層透波蒙皮面板與蜂窩芯之間嵌入電阻片。 (—’’也采用了類似的夾層吸波結構。
俄羅斯 &)*+研制的寬頻吸波結構機翼前緣是三層結構,見圖 " ",。蒙皮很薄(-., /.,00),內外蒙皮間填充輕質吸波材料(加入吸波劑的纖維氈或泡沫塑料等),底層通常采用鍍金屬玻璃布。俄羅斯還研究新的異形蜂窩,如正方形、長方形、菱形蜂窩,作吸波材料。 , / 100厚夾層吸波結構, -2)3可反射衰減— ’4&。
()混雜纖維吸波結構混雜鋪層吸波結構由不同電磁參數的纖維按層間或層內等方式混雜,形成的承載吸波結構。高損耗層由碳化硅纖維、金屬化纖維與碳纖維構成;低損耗層由芳綸、
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玻璃纖維、碳化硅纖維構成;外表層涂覆 ""、"或聚氨酯涂層,以保護材料在惡劣環境下使用,如圖 % &’( &)所示。
圖 % &’( &*+俄羅斯 ,-.研制的寬頻吸波結構機翼前緣
圖 % &’( &)+多層結構吸波復合材料(高損耗層由碳化硅纖維、碳纖維構成,低損耗層由芳綸、玻璃纖維等構成)
混雜編織吸波結構熱塑性混雜紗吸波結構,熱塑性 ""、"、"/等樹脂紡成單絲或復絲,分別與其他特種纖維(碳纖維、芳綸、陶瓷纖維等)按一定比例混雜成紗束,再把混雜紗編成織物、輕質夾芯或網格布,最后將其與同類樹脂制成吸波結構。既具有優良的吸波性能,又具有結構復合材料輕質、高強、韌性好等優點。據報道, 0—11采用 (23 ""混雜紗吸波復合材料制造機翼和機身蒙皮。
(()電阻片型吸波結構( 4—56789吸波結構)
電阻片是由控制沉積物厚度和 :或電阻率變化形成的材料。將其與非金屬復合材料錐體式前緣相結合,構成電阻片型吸波結構。圖 % &’( &;可用來消除復合材料前緣與金屬結構之間的反射,還可有效地吸收前緣表面二次行波。一般適用于窄頻帶。
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圖 " "%&隱身飛機邊緣處用典型寬頻段雷達吸波結構
(’)其他耐高溫隱身復合材料目前以 ()*纖維增強鋁研究進展較大,具有耐高溫(+,,-)的力學性能,電阻率 , . ,,,•/時具有最佳吸波特性。導電塑料吸波結構正在開發。
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第四篇
飛機的無損檢測
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第一章 超聲檢測
第一節 概述
超聲檢測一般是指使超聲波與試件相互作用,對反射、透射和散射的波進行研究,進行試件的宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征,并進而對其特定應用性進行評價的持續技術。
對于宏觀缺陷的檢測,常用頻率為 " %&’ ( )"%&’短脈沖波以反射法進行。此時,在試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗(材料密度與聲速的相乘積)有變化處
(如出現缺陷),部分入射聲能可被反射,根據反射信號的幅度可對缺陷的大小做出評估。通過測量入射波與反射波之間的時差可確定反射面與聲入射點之間的距離。為適應不同類型試件及不同的質量要求,可選用的波型有縱波、橫波、表面波、板波等。采用特定掃描顯示方式及相應的電子線路可獲得試件中缺陷分布及形態的圖像。
超聲檢測的優點是:())作用于材料的超聲強度足夠低、最大作用應力遠低于彈性極限;(*)可用于金屬、非金屬、復合材料制件的無損評價;(+)對確定內部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性質等參量較之其他無損方法有
綜合優勢;
(,)僅需從一側接近試件;
()設備輕便對人體及環境無害,可作現場檢測;
(-)所用參數設置及有關波形均可存儲供以后調用。
主要局限性是:())對材料及制件缺陷作精確的定性、定量表征仍須作深入研究;(*)為使超聲波能以常用的壓電換能器為聲源進入試件,一般需用耦合劑;(+)對試件形狀的復雜性有一定限制。
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第二節 超聲檢測的物理基礎
一、振動與波
"聲波與超聲波
物體在一定位置附近作來回往復運動稱為機械振動。由機械振動所產生的波稱為機械波。由彈性力相互聯系著的質點所組成的物質,稱為彈性介質。在彈性介質中,任何一個質點作機械振動時,由于該質點與其相鄰近的質點間有彈性力聯系著,所以它的振動會傳遞給相鄰近的質點,使鄰近的質點也產生同樣振動,然后又將振動傳給下一質點,這樣振動就以一定的速度由近及遠地向各個方向傳播,從而形成機械波。因此,機械波的產生必須具備兩個條件: 要有作機械振動的波源(即聲源);"要有能夠傳遞機械振動的介質(即彈性介質),兩者缺一不可。機械波的傳播只是振動的傳播,而不是質點本身的遷移。聲波是一種機械波,它能在固體、液體和氣體中傳播。如果用頻率來表征聲波,并以人的可感覺頻率為分界線,可把聲波劃分為次聲波( % &’()),可聞聲波(&’()&’*()),超聲波和特超聲波( + &’*())。在超聲檢測中,使用的頻率范圍通常為 ’ ,-() . "’-()。
&波動方程
用數學方程式描述一個前進中的波動(通常稱為行波),即描述介質中質點相對于平衡位置的位移是怎樣隨時間變化的,這樣的方程式稱為行波的波動方程。
由于諧振動是最簡單最基本的振動,所以由它產生的余弦波是最簡單最基本的波。下面討論余弦振動在均勻介質中傳播過程所形成的余弦波波動方程。
/波的種類(波型)
波的種類是根據介質質點的振動方向和波動傳播方向的關系來區分的。它分為縱波、橫波、表面波和板波等,具體介紹如下:
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