Propiedades de absorción de luz a través de escalas cruzadas de microestructuras biónicas en la superficie para la sigilosidad de naves espaciales
Autores: Qiu, Yuhuan; Kang, Guohua; Cheng, Xunlong; Wu, Jiaqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Propiedades de absorción de luz a través de escalas cruzadas de microestructuras biónicas en la superficie para la sigilosidad de naves espaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Recubrimiento negro
Superficie de la nave espacial
Micro/nanostructura
Sigilo óptico
Absorción de luz
Factores multiescala
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar el problema de que el recubrimiento negro para la sigilosidad óptica de las naves espaciales se desprende fácilmente, este estudio construye una superficie de nave espacial que absorbe luz basada en una micro/nanostructura imitando una estructura natural de captura de luz. En este artículo, primero analizamos las propiedades ópticas de una estructura básica de sigilo con el método de diferencia finita en el dominio del tiempo (FDTD) y establecemos una relación de mapeo entre la tasa de absorción de luz de la estructura básica de sigilo y sus factores multiescala. Luego, imitando las características microestructurales de las partes ennegrecidas de las alas de mariposa, diseñamos una estructura de sigilo compleja y multicapa para lograr las características ópticas de sigilo de baja reflexión y alta absorción de luz solar en la superficie de la nave espacial. El análisis de simulación muestra que la microestructura biónica puede utilizarse para cambiar las propiedades ópticas de la superficie metálica a un cierto rango de longitudes de onda; la estructura de sigilo compleja diseñada basada en la ala de mariposa puede absorber el 80.18% de la luz visible y reducir el brillo general de la nave espacial en órbita alta en cuatro órdenes de magnitud.
Descripción
Para abordar el problema de que el recubrimiento negro para la sigilosidad óptica de las naves espaciales se desprende fácilmente, este estudio construye una superficie de nave espacial que absorbe luz basada en una micro/nanostructura imitando una estructura natural de captura de luz. En este artículo, primero analizamos las propiedades ópticas de una estructura básica de sigilo con el método de diferencia finita en el dominio del tiempo (FDTD) y establecemos una relación de mapeo entre la tasa de absorción de luz de la estructura básica de sigilo y sus factores multiescala. Luego, imitando las características microestructurales de las partes ennegrecidas de las alas de mariposa, diseñamos una estructura de sigilo compleja y multicapa para lograr las características ópticas de sigilo de baja reflexión y alta absorción de luz solar en la superficie de la nave espacial. El análisis de simulación muestra que la microestructura biónica puede utilizarse para cambiar las propiedades ópticas de la superficie metálica a un cierto rango de longitudes de onda; la estructura de sigilo compleja diseñada basada en la ala de mariposa puede absorber el 80.18% de la luz visible y reducir el brillo general de la nave espacial en órbita alta en cuatro órdenes de magnitud.