NC State Ingenieure entwickeln langlebige CFRP-Haut für nächste Generation Tarnkappenjets

Diese Informationen stammen aus dem Originalartikel der American Society of Mechanical Engineers (ASME) von Cassie Kelly.

Chengying „Cheryl“ Xu, Associate Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der North Carolina State University, und ihr Team haben eine Carbonfaser-verstärkte Polymer (CFRP) Composite-Haut für Tarnkappen-Jagdbomber entwickelt. Das ultimative Ziel ist die Entwicklung zuverlässigerer, langlebigerer und effizienterer Jets mit einer radarabsorbierenden Material (RAM) Beschichtung, die in der Lage ist, die Mehrheit der Radarwellen abzulenken, hohen Temperaturen standzuhalten und ihre Integrität trotz Hitze, Salz, Feuchtigkeit und Reibung zu bewahren.

Hybridstruktur mit zwei Phasen

Xu glaubt, dass die CFRP-Haut diese Probleme lösen könnte. Die Hybridstruktur hat zwei Phasen: Leitung und Isolierung. Das polymerabgeleitete Silicium-Karbonitrid (SiCN) Keramik wird mit Yttrium-stabilisierten Zirkoniafasern verstärkt, um die Leitung eingehender elektromagnetischer Energie zu unterstützen. Xu sagt, es könne extrem hohen Temperaturen von über 1.800 °C standhalten. Der Verbundwerkstoff ist zudem mit Carbon-Nanoröhren (CNTs) verstärkt, die leicht und hochfest sind, was das Material besonders langlebig macht.

„Wir müssen das Leben des Piloten sicherstellen“, sagt Xu. „Wenn das Fahrzeug abgeschossen wird, ist das eine Tragödie.“

Über 90 % Radarwellenabsorption

Tests des Spray-on-RAM-Materials haben eine minimalste Reflexion gezeigt, indem es mehr als 90 % der einfallenden Wellen absorbiert – im Vergleich zu 70-80 % Absorption bestehender RAMs an Tarnkappenjets. Dies macht es nahezu unsichtbar für Detektion, während es gleichzeitig hochbeständig gegen Oxidation und Korrosion ist. Allerdings laufen Tests noch, um zu bestimmen, ob der Sprühbeschichtung auf allen Flugzeugoberflächen aufgebracht werden kann, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Weiterentwicklung mit Air Force Finanzierung

Mit gesicherter Finanzierung vom Air Force Office of Scientific Research werden Xu und ihr Team nun Tests und Skalierbarkeit des Materials vorantreiben. Während mögliche Anwendungen von U-Booten, Flugzeugträgern, ballistischen Raketen und mehr reichen, sagt Xu, die nächste Herausforderung wird sein, Industriepartner zu finden, um diesen Punkt zu erreichen – einschließlich Boeing (Chicago, Illinois, USA), Lockheed Martin (Bethesda, Maryland, USA), Raytheon (Waltham, Massachusetts, USA) und Northrop Grumman (Falls Church, Virginia, USA).