一、本科組一等獎團隊風采
團隊獲獎感言
衷心感謝中國復合材料學會及威海光威復合材料股份有限公司等提供的這次寶貴機會,讓我們有幸參與了本次大學生科技創新競賽。此次競賽不僅開拓了我們的視野,讓我們見識到了各校同學的獨特風采及其優秀作品,也使我們幸得到眾多復材領域前輩們的悉心指點。同時,大賽也讓我們深刻體會到實踐的重要性,要積極推進理論成果向實際工程應用的轉化,將智慧和汗水真正具象化。我們將繼續前行,不負韶華,積極創新,為推動我國復合材料科學發展,獻出自己的一份光和熱,與君共勉。
團隊成員介紹
胡堅

“身是浮木,心有沉香。”
黃睿麟

“想爬上世界的山頂,尋找最初的心。”
曹明慧

“如切如磋,如琢如磨。”
孫家銘

“過快樂而有尊嚴的生活。”
馬世興

“摔倒了爬起來就好。”
飛行器復合材料結構研究團隊合影

團隊理念:擇一事而從心,愛一人而終老
二、獲獎項目介紹
項目基本信息

項目概況
(1)選題背景:
YS戰機以其高強電磁波吸收能力和精準打擊能力確保我方空中優勢。然而,隨著雷達技術的發展,現有YS裝備出現了被擊落被俘獲等事件,其主要源于YS設計與結構設計之間的矛盾。為了解決上述沖突,彌補YS裝備的漏洞,未來飛行器則必須實現輕質吸波承載一體化設計。

圖1 背景介紹
吸波蜂窩夾芯結構正是現役常用的一種輕質吸波承載一體化結構,但其力電性能不足,已難以適應未來愈加復雜的電磁戰場環境,因此亟需針對其進行力學性能與電磁性能的增強設計。

圖2 B2隱身轟炸機上的吸波蜂窩夾芯結構(來源于網絡)
(2)研究內容:
通過優勢結構混雜設計,本項目提出了吸波蜂窩夾芯結構力電性能雙增強設計方案。首先,提出吸波蜂窩結構的力電解耦方法,進而指導一體化設計。針對其電磁性能,基于碳纖維構建了魚骨型微結構,通過調節碳纖維長度與間距,實現了電磁波吸收能力的精準調控。為了彌補吸波蜂窩結構在承載能力上的不足,引入具備輕量化承載能力的玻璃纖維格柵結構作為主承載結構。將碳纖維微結構貼附于格柵壁表面,形成力電性能增強體。進一步地,通過在格柵空腔填充吸波蜂窩芯體,完成了一體化結構的設計。最后,基于提出的格柵增強吸波蜂窩結構,構建了新型機翼前緣模型,并開展電磁特性的分析。

圖3 結構設計
(2)項目創新點:
A. 提出吸波蜂窩力電解耦方法,指導一體化結構設計;
B. 基于碳纖維構建微結構并結合格柵結構,實現了一體化結構設計。相比于原吸波蜂窩結構,一體化結構在2-18GH頻段內平均電磁波反射率降低了58.1%,比壓縮強度提升了68.4%。
C. 構建新型機翼前緣模型,實現高強度的電磁波吸收能力。

圖4 機翼前緣結構模型圖(a)及電磁波吸收云圖(b)
科研經歷
科研不是一蹴而就,而是耐得住寂寞,靜得下心。

圖5 一種吸波承載一體化結構骨架
圖為團隊曾經設計的一種吸波承載一體化結構的骨架,需要將碳纖維縫紉在格柵外壁表面,簡單的話語但是背后卻是復雜的實現過程。為了最大可能的實現原本設計(其電磁性能與承載性能已經過了仿真模擬,具備優良的力電性能),前前后后多人忙碌了一個多月,才將其制備成功。最終電磁試驗表明,其與仿真結果吻合良好,證明了該結構顯著的競爭優勢。
試驗件的制備過程是艱辛的,結果是喜人的,雖遲但到。科研的路途當然不會一路順遂,而我們也當然不會一蹶不振。
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