비행체 구조 적용을 위한 전파흡수구조 제작 및 환경노출 영향에 관한 연구

Abstract

전자기파를 이용한 레이더는 2차 세계대전 이후 활발히 사용되기 시작하였다. 오늘날의 레이더는 피아식별, 고도, 속도, 거리 등 다양한 정보를 제공한다. 레이더가 발달함에 따라 이에 대응하는 기술인 스텔스 기술 역시 함께 발달하였으며, 현재 스텔스 기술이 F-22와 F-35와 같은 적용된 전투기가 실전 배치되어 운용되고 있다. 스텔스 기술은 전투기 뿐만 아니라 유도무기에까지 적용범위를 확대하고 있다. 본 연구에서는 RAS의 비행구조체 적용을 위하여 온도, 열수분 및 염수 분무 환경에 의한 RAS의 영향평가를 실시하여 이에 따른 성능변화를 파악하고 성능변화의 원인을 분석하는 것을 목표로 한다. 먼저 RAS의 재료로써 섬유강화 복합재료에 대한 프리프레그(Prepreg) 생산 공정을 확립한다. 프리프레그 생산 공정을 확보를 통하여 재료의 대량 생산이 가능하고 제작된 프리프레그가 비행체구조물 제작에 적용될 경우 연구실에서 수행된 시편 단위의 시험 결과보다 실제에 가깝고 직접 이용 가능한 데이터를 확보할 수 있다. RAS의 재료로 사용될 주 복합재료는 MWNT(Multiwall Carbon nanotube) 첨가 에폭시를 사용한 유리섬유 복합재료이다. MWNT는 지난 연구를 통하여 다른 나노입자에 비하여 적은 첨가량으로도 RAS의 구현에 충분한 물성을 보여주었으며, 현재 널리 사용되고 비교적 쉽게 얻을 수 있는 나노입자이다. 유리섬유 역시 섬유강화 복합재료를 이용한 RAS에서 널리 사용되고 있다.이렇게 제작된 유리섬유/MWNT 첨가 에폭시 프리프레그를 이용하여 본 연구에서 제작하는 유도무기 축소 모델의 스텔스 구현을 위한 목표 주파수로 Ku-band (12.4 - 18GHz)를 선정하고 RAS를 설계하고 제작하여 검증한다. 다음으로, 유리섬유/MWNT 첨가 에폭시 프리프레그를 이용하여 온도, 열수분, 염수 분무 환경에 따른 물성의 변화를 시험한다. 물성 시험은 기계적 물성과 RAS의 전자파 흡수 성능에 영향을 미치는 전자기적 물성에 대한 평가도 함께 실시한다. 온도는 비행구조체의 운용 환경을 고려한 범위에서 내에서 수행한다. 온도에 따른 유리섬유/MWNT 첨가 에폭시 복합재료의 기계적 물성을 시험하고, 복소유전율을 측정한다. 습도와 염수에 대한 흡습 특성을 시험하고, 온도와 마찬가지로 기계적 물성 시험과 복소유전율 측정을 수행한다. 이를 통하여 환경변화에 따른 RAS의 성능 변화를 시뮬레이션으로 예측한다. 마지막으로 본 연구를 통하여 제작된 유리섬유/MWNT 첨가 에폭시 프리프레그를 이용한 RAS를 활용하여 유도무기 축소 모델을 제작하여 RAS의 성능평가하고 검증하는 것을 최종 목표로 한다.