一种雷达隐身柔性飞行器舵面制造技术

本发明专利技术涉及一种具有雷达隐身柔性飞行器舵面部件，包含有外蒙皮，内骨骼和液体吸波材料。外蒙皮为具有显著伸缩性能的透波合成橡胶材料，内骨骼位于外蒙皮内部为金属材料或纤维增强复合材料，内骨骼上有一个或多个关节，液体吸波材料是含有固体雷达波吸收剂的液体材料或含有电解质的溶液中的一种。当内骨骼关节活动时，可带动外蒙皮改变舵面的气动外形，同时引起液体吸波材料的流动，使舵面外形柔性变化，产生所需的操纵力。该舵面的优点是，在气动性能上舵面在工作中始终保持舵面外形为二阶连续的流线形，可显著提高升阻比，有利于增大飞行器航程；从雷达隐身性能上看，由于舵面始终保持外形连续，可以显著抑制部件的行波散射。

A radar stealth flexible vehicle rudder surface

The invention relates to a steering surface component with a radar stealth flexible vehicle, including an outer skin, an internal skeleton, and a liquid absorbing material. As the outer skin of transparent synthetic rubber material with remarkable expansion performance, the skeleton is located outside the skin inside the reinforced composite metal material or fiber, one or more articular bones, the liquid absorbing material is liquid containing solid material or a radar wave absorber in the electrolyte containing solutions. When the inner skeleton joint is active, it can drive the outer skin to change the aerodynamic shape of the rudder surface, and cause the flow of the liquid absorbing material at the same time, and make the rudder surface flexible change, and generate the required maneuvering force. The rudder is on the aerodynamic performance on the rudder in the work always maintain the rudder shape of streamline two order continuous, can significantly improve the lift drag ratio can increase the aircraft voyage; from the radar stealth performance, the rudder always keep the shape of continuous wave scattering can significantly inhibit the components.

【技术实现步骤摘要】
一种雷达隐身柔性飞行器舵面
本专利技术属于雷达隐身
，具体涉及到一种具有雷达隐身性能的柔性舵面。该舵面可以应用于各种军用飞行器，可以在提高升阻比的同时，降低敌方雷达对进攻方武器装备的探测能力，提高我方战机、无人机和巡航导弹的战场生存力及突防能力。
技术介绍
舵面是军用飞行器重要的活动空气动力部件，舵面偏转时提供了飞行器所需要的操纵力及操纵力矩，也是飞行器重要的电磁散射部件。采用翼身融合外形是降低舵面与飞行器机身之间耦合散射的重要技术措施，但由于舵面为活动部件，若采用常规舵面，当舵面偏转时，其翼身融合外形就被破坏，其RCS显著增大，雷达隐身性能显著变坏。根据目前已公开的技术资料，现有的飞行器翼面隐身技术措施主要包括两类：一类是在外表面应用固体的雷达吸波涂层材料或雷达吸波帖片材料；另一类是以透波复合材料为蒙皮，在蒙皮内部填充吸波泡沫等夹芯材料或应用其他隐身功能材料。对于部分采用“透波蒙皮+吸波泡沫夹芯”结构的翼面来说，若翼面内部不加入任何金属承力件，翼面的力学性能还将受到一定影响。该类措施共同的缺点是，舵面的偏转主要舵面整体的刚性转动，偏转后，活动部件与固定部件之间将产生一定的间隙，不能很好的满足翼身融合外形对部件的要求。间隙不仅会导致雷达回波增加，也会导致气流分离，影响升阻特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是给出一种具有雷达隐身性能的柔性舵面。本专利技术的优点在于，可以实现舵面的柔性偏转，使舵面变形前后均为二阶连续外形，使得飞行器的升阻比增加，雷达回波减小，尤其适用于采用翼身融合外形的军用飞行器。本专利技术的技术方案是为了克服现有常规飞行器采用刚性舵面而带来的舵面偏转时气动效率降低和雷达回波增加等问题，而提出了一种采用柔性透波外蒙皮+刚性内骨骼+液体吸波材料的雷达隐身柔性舵面部件。可应用于隐身导弹、隐身军用飞机等武器，降低雷达散射截面，提升武器系统生存能力和突防能力。本专利技术的技术方案如下：一种雷达隐身柔性飞行器舵面，舵面整体由刚性段和柔性段组成，柔性段由外蒙皮，内骨骼和液体吸波材料组成；所述的刚性段为金属材料或纤维增强复合材料，相邻的刚性段之间通过上下外蒙皮相连，所述的外蒙皮为透波橡胶材料，所述的内骨骼为金属材料或纤维增强复合材料，位于外蒙皮内部，与刚性段固定连接在一起，内骨骼之间通过关节彼此相连且可绕关节旋转，所述的液体吸波材料是含有固体雷达波吸收剂的油性材料或含有电解质的溶液中的一种，液体吸波材料填充于外蒙皮与内骨骼之间的全部空间间隙。当内骨骼关节活动时，可以带动外蒙皮改变舵面的气动外形，同时引起液体吸波材料的流动，使舵面外形柔性变化。当内骨骼上的关节活动时，带动外蒙皮，并引起液体吸波材料分别在内部上空腔、下空腔内流动和重新分布，使得舵面外形始终保持近似二阶连续的流线形。所述的刚性段的数量＝柔性段的数量+1，其中柔性段可以为一个或多个。1个或多个关节累计偏转角度为10度～50度。舵面刚性段的外露表面涂覆有雷达波吸收材料。舵面外形与飞行器机身平滑过渡。上述柔性飞行器舵面部件尤其适用于采用翼身融合外形的军用高隐身飞行器，可以使飞行器在舵面偏转前后均保持翼身融合外形。本专利技术的有益效果本专利技术的雷达隐身柔性飞行器舵面，在气动性能上舵面在工作中始终保持舵面外形为二阶连续的流线形，可显著提高升阻比，有利于增大飞行器航程；从雷达隐身性能上看，由于舵面始终保持外形连续，可以显著抑制部件的行波散射。附图说明本专利技术有2幅附图，其中图1可作为摘要附图。图1.为应用本专利技术设计的带一个内骨骼关节的隐身柔性多面的剖面示意图。图2.为应用本专利技术设计的带两个内骨骼关节的隐身柔性多面的剖面示意图。图中1-柔性伸缩蒙皮材料，2-内骨骼，3-液体吸波材料，4-关节，5-常规雷达吸波材料，6-与内骨骼固连的舵面刚性段。具体实施方式本专利技术人认为，对于隐身性能来说，无论是全动舵还是后缘舵，常规刚性舵面偏转时，表面会产生一系列缝隙和曲率半径的突变，从电磁散射机理看，这些都会带来额外的雷达回波，不利于隐身突防。柔性舵面的优势在于，当关节转动时，上下两侧外蒙皮会分别发生弹性变形，这就避免了曲率半径的突变，为提高结构承载性能，在相邻的两段舵面刚性段之间加入了内骨骼，并用关节把内骨骼连接在一起；同时，在两侧蒙皮与骨骼之间分别填充有液体材料，利用液体材料的流动过程中体积不变的性质，可以确保关节转动时，外蒙皮不出现局部塌陷。在此基础上，为降低舵偏引起的雷达回波，采用透波的外蒙皮材料，将上述液体材料替换成液体吸波材料。该液体吸波材料可以是糕状的含雷达波吸收剂的润滑油，也可以是溶解有电解质的电解液材料。利用雷达波吸收剂或导电液体对雷达波的损耗，进一步抑制来自内骨骼的雷达回波。在实际实施过程中，为进一步提高承载能力并提高RCS减缩效果，舵面刚性段采用金属材料或碳纤维增强复合材料，并在刚性段的外表面应用常规雷达吸波材料，抑制舵面部件的雷达回波。实施例1如图1所示的雷达隐身柔性飞行器舵面，舵面整体由两个刚性段6和1个柔性段组成，柔性段由外蒙皮1，内骨骼2和液体吸波材料3组成；所述的刚性段6为铝合金，相邻的刚性段6之间通过上下外蒙皮1相连，所述的外蒙皮1为硅橡胶材料，所述的内骨骼2为铝合金，位于外蒙皮1内部，与刚性段6固定连接在一起，内骨骼2之间通过关节4彼此相连且可绕关节旋转，所述的液体吸波材料3是含有市售的固体雷达波吸收剂的润滑油，液体吸波材料3填充于外蒙皮1与内骨骼2之间的全部空间间隙。关节4的最大偏转角度为40度。刚性段6的外露表面涂覆有市售的雷达波吸收材料5。实施例2如图2所示的雷达隐身柔性飞行器舵面，舵面整体由三个刚性段6和两个柔性段组成，柔性段由外蒙皮1，内骨骼2和液体吸波材料3组成；所述的刚性段6为碳纤维增强复合材料，相邻的刚性段6之间通过上下外蒙皮1相连，所述的外蒙皮1为丁腈橡胶材料，所述的内骨骼2为铝合金，位于外蒙皮1内部，与刚性段6固定连接在一起，内骨骼2之间通过关节4彼此相连且可绕关节旋转，所述的液体吸波材料3是含有市售的固体雷达波吸收剂的润滑油，液体吸波材料3填充于外蒙皮1与内骨骼2之间的全部空间间隙。两个关节4累积的最大偏转角度为50度。刚性段6的外露表面涂覆有市售的雷达波吸收材料5。由于中间的刚性段6长度较短，中间刚性段6无外露表面。实施例3如图2所示的雷达隐身柔性飞行器舵面，舵面整体由三个刚性段6和两个柔性段组成，柔性段由外蒙皮1，内骨骼2和液体吸波材料3组成；所述的刚性段6为玻璃维增强复合材料，相邻的刚性段6之间通过上下外蒙皮1相连，所述的外蒙皮1为三元乙丙橡胶材料，所述的内骨骼2为玻璃纤维增强复合材料，位于外蒙皮1内部，与刚性段6固定连接在一起，内骨骼2之间通过关节4彼此相连且可绕关节旋转，所述的液体吸波材料3是含有氯化钠的水溶液，液体吸波材料3填充于外蒙皮1与内骨骼2之间的全部空间间隙。两个关节4累积的最大偏转角度为50度。刚性段6的外露表面涂覆有市售的雷达波吸收材料5。由于中间的刚性段6长度较短，中间刚性段6无外露表面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达隐身柔性飞行器舵面，其特征在于，舵面整体由刚性段(6)和柔性段组成，柔性段由外蒙皮(1)，内骨骼(2)和液体吸波材料(3)组成；所述的刚性段(6)为金属材料或纤维增强复合材料，相邻的刚性段(6)之间通过上下外蒙皮(1)相连；所述的外蒙皮(1)为透波橡胶材料；所述的内骨骼(2)为金属材料或纤维增强复合材料，位于外蒙皮(1)内部，与刚性段(6)固定连接在一起，内骨骼(2)之间通过关节(4)彼此相连且可绕关节旋转；所述的液体吸波材料(3)是含有固体雷达波吸收剂的油性材料或含有电解质的溶液中的一种，液体吸波材料(3)填充于外蒙皮(1)与内骨骼(2)之间的全部空间间隙。

【技术特征摘要】
1.一种雷达隐身柔性飞行器舵面，其特征在于，舵面整体由刚性段(6)和柔性段组成，柔性段由外蒙皮(1)，内骨骼(2)和液体吸波材料(3)组成；所述的刚性段(6)为金属材料或纤维增强复合材料，相邻的刚性段(6)之间通过上下外蒙皮(1)相连；所述的外蒙皮(1)为透波橡胶材料；所述的内骨骼(2)为金属材料或纤维增强复合材料，位于外蒙皮(1)内部，与刚性段(6)固定连接在一起，内骨骼(2)之间通过关节(4)彼此相连且可绕关节旋转；所述的液体吸波材料(3)是含有固体雷达波吸收剂的油性材料或含有电解质的溶液中的一种，液体吸波材料(3)填充于外蒙皮(1)与内骨骼(2)之间的全部空间间隙。2.一种如权利要求1所述的柔性飞行器舵面，其特征在于：当内骨骼(2)上的关节(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松靖，王轩，王瑞，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11