囊體材料復(fù)合層及浮空器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航空航天技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種囊體材料復(fù)合層及浮空器。
【背景技術(shù)】
[0002]浮空器或飛艇是一種主要依靠空氣浮力(或稱靜升力)來克服自身重力實(shí)現(xiàn)滯空或飛行的飛行器，其主體為一個(gè)用于填充浮升氣體并具有良好氣密性的囊體。因此，對(duì)浮空器或飛艇而言囊體的性能直接決定其飛行任務(wù)成敗、載荷能力及飛行成本的高低。
[0003]囊體材料(又稱蒙皮材料)是囊體的主要結(jié)構(gòu)材料，其起到氦氣保持、提供浮力的作用。囊體材料一般由高強(qiáng)、輕質(zhì)及高氣體阻隔性的高分子復(fù)合材料組成。例如，公開號(hào)為CN102416739A的中國(guó)專利公開了一種飛艇蒙皮材料，該蒙皮材料包括防老化層、膠層、織物層、基底層、高阻隔層和焊接層。
[0004]隨著科技技術(shù)的發(fā)展，降低浮空器或飛艇被無線電探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)的幾率逐漸成為未來發(fā)展方向之一。然而，上述囊體材料很容易被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到，使得浮空器或飛艇很容易被無線電探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)。針對(duì)上述問題，目前還沒有有效的解決方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種囊體材料復(fù)合層及浮空器，以降低囊體材料復(fù)合層被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率。
[0006]為此，本實(shí)用新型提供了一種囊體材料復(fù)合層，該囊體材料復(fù)合層包括超材料層。
[0007]進(jìn)一步地，囊體材料復(fù)合層包括耐候?qū)印⒊牧蠈?、阻氣層、承重層和焊接層?br>[0008]進(jìn)一步地，耐候?qū)?、超材料層、阻氣層、承重層和焊接層依次層疊設(shè)置。
[0009]進(jìn)一步地，超材料層包括基材膜層和設(shè)置于基材膜層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述囊體材料復(fù)合層包括依次層疊設(shè)置的耐候?qū)?、所述超材料層、承重層和焊接層，所述超材料層包括氣體高阻隔聚酯薄膜和形成于所述高阻隔聚酯薄膜表面的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 進(jìn)一步地，基材膜層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層。
[0012]進(jìn)一步地，耐候?qū)印⒊牧蠈?、阻氣層、承重層和焊接層中相鄰各層之間通過膠層連接。
[0013]進(jìn)一步地，膠層的材料為聚酯或聚氨酯。
[0014]進(jìn)一步地，耐候?qū)訛榫燮蚁┠踊蚓燮纫蚁┠印?br>[0015]進(jìn)一步地，阻氣層為聚乙烯醇膜層或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層。
[0016]進(jìn)一步地，承重層為高強(qiáng)纖維層或由高強(qiáng)纖維層和熱塑性薄膜層復(fù)合而成的復(fù)合層。
[0017]進(jìn)一步地，高強(qiáng)纖維層的材料為聚乙烯纖維、芳綸纖維或PBO纖維。
[0018]進(jìn)一步地，焊接層為熱塑性聚氨酯膜層。
[0019]本實(shí)用新型還提供了一種浮空器，包括囊體，所述囊體由根據(jù)如上所述的囊體材料復(fù)合層制成。
[0020]本實(shí)用新型通過提供一種包括作為頻率選擇表面的超材料層的囊體材料復(fù)合層，并利用超材料層被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率很低的特性，從而使由囊體材料復(fù)合層制成的囊體具有了雷達(dá)隱身的功能。
【附圖說明】
[0021]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的囊體材料復(fù)合層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0024]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0025]為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。
[0026]由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有囊體材料很容易被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到。針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的發(fā)明人進(jìn)行了大量研究，提出了一種囊體材料復(fù)合層。如圖1所示，該囊體材料復(fù)合層包括作為頻率選擇表面(FSS)的超材料層20。本實(shí)用新型提供一種包括超材料層20的囊體材料復(fù)合層，由于作為頻率選擇表面的超材料層20具有低雷達(dá)散射截面(RCS)，使囊體材料復(fù)合層制作而成的囊體被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率很低，從而使由囊體材料復(fù)合層制成的囊體具有了雷達(dá)隱身的功能。
[0027]上述囊體材料復(fù)合層還可以包括其他膜層，在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，囊體材料復(fù)合層包括耐候?qū)?、超材料層、阻氣層、承重層和焊接層，且各層的層疊順序可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選地，耐候?qū)?、超材料層、阻氣層、承重層和焊接層依次層疊設(shè)置。本實(shí)用新型通過提供一種包括依次層疊設(shè)置的耐候?qū)?0、超材料層20、阻氣層30、承重層40和焊接層50的囊體材料復(fù)合層，并利用作為頻率選擇表面的超材料層20被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率很低的特性，使由囊體材料復(fù)合層制成的囊體具有了雷達(dá)隱身的功能。
[0028]上述囊體材料復(fù)合層中，超材料層20可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常見的作為頻率選擇表面的超材料。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超材料層20包括基材膜層和設(shè)置于基材膜層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。其中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的材料可以為鋁、銅或銀，且導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以為呈陣列排布的金屬線等；基材膜層可以為氣體高阻隔性聚酯薄膜，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層(PET層)。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以通過在基材膜層沉積金屬材料，然后刻蝕金屬材料后形成，如先在PET層表面真空鍍鋁，然后再饋刻鋁膜形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，超材料層20的組成并不限于上述實(shí)施例。
[0029]上述囊體材料復(fù)合層中，耐候?qū)?0、阻氣層30、承重層40和焊接層50的組成可以根據(jù)實(shí)際工藝需求進(jìn)行設(shè)定。其中，耐候?qū)?0可以為聚偏氟乙烯膜層或聚偏二氯乙烯膜層，且耐候?qū)?0暴露在高空環(huán)境中，主要起到抗紫外、保護(hù)內(nèi)層材料以及防止氣體泄露的作用。阻氣層30可以為聚乙烯醇膜層或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層。承重層40可以為高強(qiáng)纖維層或高強(qiáng)纖維層和熱塑性薄膜層的復(fù)合層，熱塑性薄膜層可以在預(yù)熱熔縫合時(shí)起粘結(jié)作用，并且可以密閉縫紉時(shí)產(chǎn)生的針孔，進(jìn)而起到阻氣的作用。高強(qiáng)纖維層的材料可以為聚乙烯纖維、芳綸纖維或PBO纖維；焊接層50可以為熱塑性聚氨酯膜層。
[0030]應(yīng)當(dāng)注意的是，上述囊體材料復(fù)合層中的各層之間通過膠層連接，即耐候?qū)?0、超材料層20、阻氣層30、承重層40和焊接層50中相鄰各層之間通過膠層連接。膠層的材料可以為聚酯或聚氨酯等。在制作囊體材料復(fù)合層的過程中，耐候?qū)?0、超材料層20、阻氣層30、承重層40和焊接層50中相鄰各層之間通過熱熔的方式壓合而成。另外，上述囊體材料復(fù)合層中的耐候?qū)?0、超材料層20、阻氣層30、承重層40和焊接層50的厚度也可以根據(jù)實(shí)際工藝需求設(shè)定?？梢岳斫獾氖?，由于超材料層20的基材膜層本身具有阻氣功能，那么在實(shí)際產(chǎn)品中，阻氣層30可以省略。
[0031]本實(shí)用新型還提供了一種浮空器，該浮空器為具有囊體的高空氣球或飛艇，高空氣球的形狀一般為球形，囊體由根據(jù)本實(shí)用新型提供的囊體材料復(fù)合層制成。由于本實(shí)用新型提供的囊體材料復(fù)合層被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率得以降低，從而使包括該囊體的浮空器具有了雷達(dá)隱身的功能。
[0032]從以上實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:本實(shí)用新型通過提供一種包括作為頻率選擇表面的超材料層的囊體材料復(fù)合層，并利用超材料層被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率很低的特性，從而使由囊體材料復(fù)合層制成的囊體具有了雷達(dá)隱身的功能。
[0033]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述囊體材料復(fù)合層包括耐候?qū)?10)、超材料層(20)、阻氣層(30)、承重層(40)和焊接層(50)，其中所述超材料層(20)作為頻率選擇表面，所述超材料層(20)包括基材膜層和設(shè)置于所述基材膜層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述耐候?qū)?10)、所述超材料層(20)、所述阻氣層(30)、所述承重層(40)和所述焊接層(50)依次層疊設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述基材膜層為氣體高阻隔聚酯薄膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述基材膜層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述耐候?qū)?10)、所述超材料層(20)、所述阻氣層(30)、所述承重層(40)和所述焊接層(50)中相鄰各層之間通過膠層連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述膠層的材料為聚酯或聚氨酯。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述耐候?qū)?10)為聚偏氟乙烯膜層或聚偏二氯乙烯膜層。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述阻氣層(30)為聚乙烯醇膜層或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜層。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述承重層(40)為高強(qiáng)纖維層或由高強(qiáng)纖維層和熱塑性薄膜層復(fù)合而成的復(fù)合層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述高強(qiáng)纖維層的材料為聚乙烯纖維、芳綸纖維或PBO纖維。11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的囊體材料復(fù)合層，其特征在于，所述焊接層(50)為熱塑性聚氨酯膜層。12.—種浮空器，包括囊體，所述囊體由根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的囊體材料復(fù)合層制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種囊體材料復(fù)合層及浮空器。該囊體材料復(fù)合層包括作為頻率選擇表面的超材料層。本實(shí)用新型通過提供一種包括作為頻率選擇表面的超材料層的囊體材料復(fù)合層，并利用超材料層被無線電探測(cè)設(shè)備探測(cè)到的幾率很低的特性，從而使由囊體材料復(fù)合層制成的囊體具有了雷達(dá)隱身的功能。
【IPC分類】B32B27/02, B32B27/08, B64B1/58, B32B27/12
【公開號(hào)】CN204845053
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520155222
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】東莞前沿技術(shù)研究院, 深圳光啟空間技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日