Verfahren zur Senkung der Rückstreuung elektromagnetischer Strahlung an einseitig offenen Hohlraumstrukturen

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Senkung der Rückstreuung elek­tromagnetischer Strahlung, insbesondere von Radar­strahlung, an einseitig offenen Hohlraumstrukturen werden zumindest Teilbereiche der inneren Oberfläche der Hohlraumstruktur mit einem Belag versehen, der aus einem die elektromagnetische Strahlung adsorbierenden Werkstoff besteht. Die Werkstoffe der einzelnen Absor­berbeläge (4, 5) sind dabei so gewählt, daß sie in bezug auf die Frequenz der einfallenden elektromagnetischen Strahlung unterschiedliche Absorptionsverläufe aufwei­sen. Bei der Hohlraumstruktur kann es sich um einen Triebwerkseinlauf (1) für Flugkörper, Flugzeuge oder Hub­schraüber handeln. Die Einlaßöffnung (2) kann zusätzlich durch ein schrägstehend angeordnetes Maschengitter (3) verschlossen sein, ein im Inneren angeordneter Strahlteiler (6) kann ebenfalls mit einer Absorberschicht (7) belegt sein.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Senkung der Rückstreuung elektromagnetischer Strahlung an einseitig offenen Hohlraumstrukturen, wie Triebwerkseinläufen von Flugkörpern, Flugzeugen und Hubschraübern. Ferner be­trifft sie eine einseitig offene Hohlraumstruktur.

[0002] Hohlraumstrukturen, wie z.B. die Triebwerkseinläufe von Flugkörpern, Flugzeugen oder Hubschraübern weisen her­vorgerufen durch Mehrfachreflexionen der einfallenden Radarenergie an den Innenwänden der Einläufe und an­schließende Reflexion am rückwärtigen Abschluß, bei­spielsweise am ersten Verdichterschaufelkranz, ein ho­hes Maß an Rückstreuung der einfallenden Radarstrahlung auf. Dies gibt für einen großen Aspektwinkelbereich und ein breites Frequenzband der einfallenden elektroma­gnetischen Strahlung. Aufgrund dieser hohen Reflexionsrate ist eine Detektion derartiger Fluggeräte bereits in einer vergleichsweise großen Entfernung möglich.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren anzuge­ben, mit dessen Hilfe die Entdeckungswahrscheinlichkeit von mit derartigen Hohlraumstrukturen ausgerüsteten Fluggeräten deutlich herabgesetzt wird. Ferner soll durch die Erfindung eine einseitig offene Hohlraum­struktur mit einem deutlich verminderten Radarquer­schnitt bereitgestellt werden.

[0004] Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 und zur Durchführung des Verfahrens ist ein Hohl­raumstruktur nach den Merkmalen des Anspruches ausgebildet.

[0005] Das erfindungsgemäße Verfahren führt dabei zu einer breitbandigen Absenkung des Radarrückstreuquerschnittes derartiger Hohlraumstrukturen, wie Triebwerkseinläufen, bei gleichzeitig geringem Raumbedarf für die gegebe­nenfalls zusätzlich eingesetzten Konstruktionselemente. Weiterhin zeichnet sich die Anordnung durch eine äu­ßerst geringe Einschränkung des wirksamen Einlaßquer­schnittes der Hohlraumstruktur bei zugleich optimaler Reflexionsunterdrückung der einfallenden Radarstrahlung aus.

[0006] Es ist daher eine weitgehende radarabsorbierende Aus­bildung der Innenwände von Hohlraumstrukturen mit we­nigstens einer Öffnung, insbesondere Triebwerkseinläu­fen, vorgesehen. Diese Innenwände können dabei als Primär-, Sekundär- oder aber als nichttragende Struktur ausgebildet sein. Indem erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß unterschiedliche, relativ dünne schmalbandige Ma­terialien mit in der Frequenz verschiedenen

[0007] Absorptionsverläufen an unterschiedlichen Stellen der Struktur eingesetzt werden, wird insgesamt eine extrem breitbandige Unterdrückung der Reflexion der einfal­lenden Radarenergie erzielt. Die Innenwände der Hohl­raumstruktur können dabei, im Falle eines Triebwerks­einlaufes, auch die Oberflächen von Einlaufteilern, sogenannten Duct-Splittern, sein, die gemäß aerodyna­mischen, strukturellen und/oder operationellen Gesichtpunkten ausgelegt sind. Zusätzlich kann die Hohlraumstruktur im Einlaßbereich mit einem gerade oder schräg stehend angeordneten Maschengitter ausgefüllt sein, das durch seine Frequenzselektivität lediglich Radarenergie aus bestimmten Frequenzbereichen in den Einlauf eindringen läßt und Radarenergie der übrigen Frequenzbereiche wegreflektiert. Die frequenzabhängigen Absorptionsverläufe der Absorber an den Innenwänden vor und hinter dem Gitter sind dabei in vorteilhafter Weise auf die Reflexionscharakteristik des Gitters abge­stimmt. Die geometrische Form des Gitters richtet sich nach dessen operationell geforderten Filtereigenschaften und den aerodynamischen und strukturellen Randbedingungen. Das Gitter kann aus vollständig oder begrenzt leitfähigem bzw. absorbierendem Material bestehen.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Hohlraumstruktur und

Fig. 2 eine Darstellung des Verlaufes des Rückstreuquerschnittes für elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit von der Frequenz der einfallenden Strahlung

[0009] Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung handelt es sich um einen Querschnitt durch einen Triebwerkseinlauf 1 dessen Einlaßöffnung 2 sich auf der linken Bildseite befindet in der zu einer in der Figur nicht darge­stellten ersten Stufe einer Verdichterschaufel führt. In die Einlaßöffnung 2 ist ein in bezug auf die Strö­mungsrichtung schrägstehend angeordnetes Maschengitter 3 eingesetzt, das im linken Teil von Fig. 1 nochmals in der Draufsicht dargestellt ist.

[0010] Im Bereich vor dem Maschengitter 3 ist ein erster Absorber 4 in Form einer dünnen etwa 1 Millimeter starken Schicht aus einem die elektromagnetische Strahlung absorbierenden Werkstoff angeordnet. Ein zweiter Absorber 5 ist im Bereich der stärksten Krümmung des Triebwerkseinlaufes 1 über den gesamten inneren Umfang angeordnet, und schließlich ist auch ein in der Mittellinie des Triebwerkseinlaufes 1 angeordneter Einlaufteiler 6 mit einer Absorberschicht 7 aus einem Absorbermaterial versehen.

[0011] Die Werkstoffe für die drei genannten Absorber 4,5 und 7 sind dabei so ausgewählt, daß ihr maximales Adsorp­tionsvermögen jeweils bei unterschiedlichen Frequenzen der einfallenden Radarstrahlung liegt, so daß sich aufgrund dieser gegeneinander versetzten Adsorptions­verläufe, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind in Kombi­nation mit der Reflexionscharakteristik des Maschen­gitters 3, die schon beschriebene breitbandige Unter­drückung der Reflexion der einfallenden Radarstrahlung einstellt.

[0012] Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen eignen sich da­bei sowohl für neu herzustellende Triebwerkseinläufe als auch zur Nachrüstung bereits vorhandener Trieb­werke. Sie sind indessen nicht auf Triebwerkseinläufe beschränkt, sondern für alle an einem Fluggerät be­findlichen, einseitig offenen Hohlraumstrukturen an­wendbar, deren Radarrückstreuquerschnitt verringert werden soll. Die Absorber 4,5 bzw. 7 bestehen im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispieles aus Elastomermaterial es sind aber als Absorber­materialien beispielsweise auch Faserverbundwerkstoffe oder Thermoplaste geeignet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Senkung der Rückstreuung elektroma­gnetischer Strahlung an einseitig offenen Hohlraum­strukturen, wie Triebwerkseinläufen von Flugkör­pern, Flugzeugen und Hubschraübern, dadurch gekenn­zeichnet, daß zumindest Teilbereiche der inneren Oberfläche der Hohlraumstruktur (1) mit einem Belag (4,5,7) aus einem elektromagnetische Strahlung absorbierenden Werkstoff versehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beläge (4,5,7) in bezug auf die Frequenz der einfallenden elektromagnetischen Strahlen un­terschiedliche Absorptionsverläufe aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Öffnung (2) der Hohlraum­struktur(1) durch ein Maschengitter (3) ver­schlossen wird.

4. Hohlraumstruktur, insbesondere Triebwerkseinlauf zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekenn­zeichnet, daß zumindest Teilbereiche der inneren Oberfläche mit einem Belag (4,5,7) aus einem die elektromagnetische Strahlung absorbierenden Werk­stoff versehen ist.

5. Hohlraumstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die in einzelnen Bereichen angeord­neten Beläge (4,5,7) in bezug auf die Frequenz der einfallenden elektromagnetischen Strahlung unter­schiedliche Absorptionsverläufe aufweisen.

6. Hohlraumstruktur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (2) durch ein Maschengitter (3) verschlossen ist.

7. Hohlraumstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Maschengitter (3) schrägstehend angeordnet ist.

8. Hohlraumstruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in Form eines mit einem Strahlteiler ausgestalteten Triebwerkseinlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (6) mit einer Schicht (7) aus Absorbermaterial versehen ist.

Zeichnung