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Title:
METHOD FOR PRODUCING A RADAR REFLECTION DIMINISHING STRUCTURAL COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/027612
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a radar reflection diminishing structural component comprised of a core element. The structural component is preferably comprised of a honeycomb core or a substrate especially for a two-dimensional sandwich structural component having a lower layer and an upper layer between which the core element is arranged. In order to produce a light structural component having a wide-band, efficient and optimized absorption characteristic of radar beams, the core element is immersed in and/or removed from a metallic immersion bath or an immersion device in a path-controlled and time-controlled manner by means of a computer supported simulation. As a result, the parameters for a subsequent galvanic treatment of the core element are determined with simulation values of the entire core element, said values being determined with the assistance of the computer, in order to deposit the layers with given or adjusted layer thickness gradients. After immersing the core element in the immersion bath, the inner and outer surfaces of the core element are coated with a thin metal layer by means of an electrochemical method.

Inventors:
WEBER HANS-JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003460
Publication Date:
June 03, 1999
Filing Date:
November 24, 1998
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER BENZ AEROSPACE AIRBUS (DE)
WEBER HANS JUERGEN (DE)
International Classes:
B64C1/00; H01Q17/00; (IPC1-7): H01Q17/00
Domestic Patent References:
WO1991005376A11991-04-18
Foreign References:
DE4142480A11993-07-01
FR2678132A11992-12-24
US5561428A1996-10-01
US4327364A1982-04-27
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Claims:
P a t e n t a n s p r a c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines aus einem Kernelement be stehenden radarreflexionsmindernden Bauelementes, vorzugs weise eines Wabenkerns oder eines Substrates, insbesondere fUr ein flächenhaftes Sandwichbauteil mit einer unteren Decklage und einer oberen Decklage, zwischen denen das Kernelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eintauchen und/oder Herausnehmen des Kernelementes (2,3) in ein bzw. aus einem metallischen Tauchbad einer Tauchvorrichtung mittels rechnergestutzter Simulation wegund zeitgesteuert wird, wobei anhand von mit Hilfe des Rechners ermittelten Simulationswerten des gesamten Kernelementes (2,3) die Parameter fur eine anschließende galvanische Behandlung des Kernelementes (2,3) zut Auf bringung der Schichten mit vorgegebenen oder eingestellten SchichtdickenGradienten ermittelt werden, und daß nach dem Eintauchen des Kernelementes (2,3) in das Tauchbad die Innenund Außenflächen (2a, 3a) des Kernelementes (2,3) durch ein elektrochemisches Verfahren mit einer dunnen Metallschicht überzogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, aekennzeichnet durch eine aus sen stromlose (autokatalytische) Metallabscheidung zum Auftragen der dunnen Metallschichten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten mit einem linearen Schichtdicken Gradienten auf die Oberflächen (2a, 3a) des Kernelementes (2,3) aufgetragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten mit einem stufenförmigen Schicht dickenGradienten auf die Oberflächen (2a, 3a) des Kern elementes (2,3) aufgetragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da5 die Metallschichten mit einem exponentiellen Schicht dickenGradienten auf die Oberflächen (2a, 3a) des Kern elementes (2,3) aufgetragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß als auf die Oberflächen (2a, 3a) des Kernelementes (2,3) aufzubringendes Metall Nickel ver wendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem metallisierten Kernelement (2,3) und der unteren und oberen Decklage (1 bzw. 4) Haftvermittler (5) zum Zusammenfügen der Bauteile zu ei nem Sandwichbauteil angeordnet werden.
Description:
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES RADARREFLEXIONSMINDERNDEN BAUELEMENTES <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Kernelement bestehenden radarreflexionsmindernden Bauelementes, vorzugsweise eines Wabenkerns oder eines Sub- strates, insbesondere fur ein flächenhaftes Sandwichbauteil mit einer unteren Decklage und einer oberen Decklage, zwi- schen denen das Kernelement angeordnet ist.

Radarreflexionsmindernde Bauelemente werden zum Beispiel bei Luftfahrzeugen eingesetzt, vorzugsweise als Seitenleitwerk- oder Flugelkantenbauteile. Eine Verwendung an Gebäuden im Flughafenbereich kann ebenso vorgesehen sein wie im Bereich der Schiffahrt an Aufbauten von Schiffen.

Zum Zwecke der Signaturminderung an Luftfahrzeugen ist im Rahmen von Entwicklungsprogrammen untersucht worden, die Waben fUr Sandwichstrukturen-dieses cilt auch fur drei- dimensionale in aeschaumten Sandwichstrukturen eingesetzte Substrate-mit einer elektrisch leitenden Kunststoffbe-

schichtung zu versehen. Verwendet wurden hierbei beispiels- weise mit schwarzem Ruß angereicherte Lacke. Nachteiliger- weise sind die elektrisch leitenden Kunststoffschichten, die zudem zu Gewichtserhöhungen von ca. 100 Gew. % führen, mittels rechnergestutzter Simulation nur bedingt berechenbar. Des- weiteren sind die untersuchten Beschichtungsverfahren kos- tenaufwendig, zeitintensiv und schlecht reproduzierbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah- ren zur Herstellung eines leichten Bauelementes der eingangs genannten Art mit einer breitbandigen, leistungsfähigen und optimierten Absorptionscharakteristik von Radarstrahlen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Eintauchen und/oder Herausnehmen des Kernelementes in ein bzw. aus einem metallischen Tauchbad einer Tauchvorrichtung mittels rechnergestutzter Simulation weg-und zeitgesteuert wird, wobei anhand von mit Hilfe des Rechners ermittelten Simulationswerten des gesamten Kernelementes die Parameter far eine anschließende galvanische Behandlung des Kernele- mentes zur Aufbringung der Schichten mit vorgegebenen oder eingestellten Schichtdicken-Gradienten ermittelt werden, und daß nach dem Eintauchen des Kernelementes in das Tauchbad die Innen-und Außenflächen des Kernelementes durch ein elektrochemisches Verfahren mit einer dunnen Metallschicht überzogen werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vortei~lhafterweise ein automatisches und gut reproduzierbares Auftragen von dun- nen Metallschichten auf ein Kernelement sichergestellt, wo- bei seine signaturmindernde Wirkung durch die rechnergestutz- te Simulation, d. h. anhand von mit Hilfe eines Rechners er- mittelten Simulationswerten, zur Erzielung einer maximal er- reichbaren Absorptionscharakteristik definiert ausgelegt

wird. Die eingesetzten Werkstoffe, wie auch die verschiede- nen geometrischen Ausführungen der Substratgebilde, bieten eine hohe Flexibilität in der Auslegung der Absorptionscha- rakteristik. Durch die direkte Aufbringung von metallischen Dünnschichten auf ein Kernelement ist es vorteilhafterweise möglich, elektrische wie auch magnetische Eigenschaften ge- zielt einzusetzen. Weitere Vorteile der aufgebrachten Dunn- schichten liegen darin, daß sie nur zu einer minimalen Ge- wichtserhohung fuhren, da sie keinen Einfluß auf die struk- turmechanischen Eigenschaften haben, sich durch eine gute chemische Beständigkeit auszeichnen und sich auf alle Geo- metrien übertragen lassen.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.

In der Zeichnung sind die Einzelbauteile von zwei flache- haften Bauelementen in Sandwichbauweise im ungefertigten Zu- stand dargestellt, deren Kernelemente nach dem erfindungsge- mayen Verfahren metallisiert worden sind, wobei Fig. 1 ein Sandwichbauteil mit einem metallisierten Waben- kern und Fig. 2 ein Sandwichbauteil mit einem metallisierten einge- schäusten Substrat zeigen.

Die aus den Figuren 1 und 2 ersichtlichen Sandwichbauteile weisen jeweils eine untere Decklage 1, ein Kernelement 2 bzw. 3 und eine obere Decklage 4 auf. Bei dem Kernelement 2 aus Fig. 1 handelt es sich um einen Wabenkern, dessen metal- lisierte Innen-und Außenflächen mit 2a bezeichnet sind.

Hingegen ist das Kernelement 3 gemäß Fig. 2 ein eingeschäum- tes dreidimensionales Substrat mit einer metallisierten Aus- senfläche 3a. Zwischen den Kernelementen 2 bzw. 3 und den unteren bzw. den oberen Decklagen 1 bzw. 4 sind jeweils

Haftvermittlerschichten 5 angeordnet, durch die eine gute Haftung zwischen den Decklagen 1 bzw. 4 und den Kernelemen- ten 2 bzw. 3 nach dem Zusammenfügen der Einzelbauteile sichergestellt wird.

Um Sandwichbauteile mit optimaler Minderung ihrer Radarsig- natur bei einer nur aeringfugiaen Gewichtserhohung und ohne eine Beeinflußung im strukturellen Verbund herzustellen, werden die Innen-und Außenflächen 2a bzw. 3a der Kernele- mente 2 bzw. 3 nach dem Eintauchen in ein metallisches Tauch- bad einer Tauchvorrichtung durch ein elektrochemisches Ver- fahren vollständig mit einer dunnen Metallschicht überzogen, vorzugsweise mit einer dunnen Nickelschicht. Als metallische Beschichtungen sind alle Metalle und Metallverbindungen an- wendbar, die sich auf gegebenenfalls vorbehandelten Struk- turoberflächen der Kernelemente 2 bzw. 3 abscheiden lassen.

Das Eintauchen und/oder Herausnehmen der Kernelemente 2 bzw.

3 in das bzw. aus dem Tauchbad wird mittels rechneraestutzter Simulation weg-und zeitgesteuert.

Als elektrochemisches Verfahren ist vorzugsweise eine außen stromlose (autokatalytische) Metallabscheidung zum Auftragen der dunnen Metallschichten vorgesehen, durch die erreicht wird, daß die abgeschiedenen Metallschichten überall gleich dick sind. In Kombination mit der speziellen, die vorgesehe- ne Weg-und Zeitsteuerung ermöglichende Tauchvorrichtung werden die Absorptionseigenschaften fur Radarstrahlen opti- miert und eine Auslegung mittels rechnergestutzter Simula- tion ermöglicht. Mit der weg-/zeitgesteuerten Tauchvorrich- tung werden reproduzierbare Eintauchzeiten erzielt. Vorteil- hafterweise können die Metallschichten mit einem linearen, mit einem stufenförmigen oder mit einem exponentiellen Schichtdicken-Gradienten auf die Oberflächen 2a bzw. 3a der Kernelemente 2 bzw. 3 aufgetragen werden.

Bezugszeichenliste 1 untere Decklage 2 Kernelement/Wabenkern 2a Oberflächen des Wabenkernes 2 3 Kernelement/eingeschaumtes Subtrat 3a Oberflächen des Subtrates 3 4 obere Decklage 5 Haftvermittler