RAS와 PEC 불연속면에 의한 RCS 감소

Abstract

최근 전자기 신호 스텔스 기술 연구를 통해 전자파흡수구조가 실제 항공기에 적용이 되고 있다. 이러한 전자파흡수구조가 적용되면서 그 이전에는 존재하지 않았던 전자파흡수구조와 PEC 간의 불연속면이 발생하게 되었다. 이전에도 불연속면에서의 산란을 연구하였으나 주로 PEC의 모서리, 즉 PEC와 공기 사이에서 발생하는 전자파 산란에 대한 연구였으며, 이렇게 새롭게 발생한 전자파흡수구조와 PEC 사이의 불연속면에서의 산란 연구는 부족했다. 본 연구에서는 이러한 전자파흡수구조와 PEC 불연속면에서의 산란이 레이다 단면적에 주는 영향과 불연속면을 다른 물질로 채웠을 때 레이다 단면적의 변화에 대해 연구를 진행하였다. 먼저 전자파흡수구조와 PEC로 이루어진 모델과 PEC로만 구성된 모델에 전자파 경사로 입사하는 경우에 대한 레이다 단면적을 계산하였을 때, 전자파흡수구조가 적용된 경우 레이다 단면적이 약 3.5 ~ 5.6배 정도 크게 나옴을 확인하였다. 이후 불연속면에 의한 레이다 단면적 증가를 억제할 수 있는 gap-filling 물질의 조건을 시뮬레이션을 통해 gap-filling 물질의 유전율 실수부가 10 보다 커야 한다는 것을 확인 하였다. 이후 실리콘 고무와 MWCNT, 은 분말을 이용한 실험을 통해 위 조건과 가까운 9.45 – j7.60(MWCNT 2 wt%/실리콘 고무)와 9.83 – j4.10(은 20 wt% + MWCNT 1 wt%/실리콘 고무)의 유전율 가진 gap-filling 물질을 확보하였다. 마지막으로 전자파흡수구조가 일부 적용된 NACA 0016 모델을 이용하여 gap-filling 물질의 효과를 확인하였으며, 시뮬레이션을 통해 gap이 없는 경우 보다 위 더 물질로 gap을 채웠을 경우 전기장의 세기가 약 10 ~15 %정도 감소하는 것을 확인하였다.