Proceso de fabricación de toberas de escape de vehículos aéreos no tripulados sigilosos basadas en compuestos de matriz de carburo de silicio reforzado con fibra de carbono
Autores: Kim, Byeong-Joo; Kim, Jae Won; Lee, Man Young; Park, Jong Kyoo; Cho, Nam Choon; Baek, Cheul Woo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Proceso de fabricación de toberas de escape de vehículos aéreos no tripulados sigilosos basadas en compuestos de matriz de carburo de silicio reforzado con fibra de carbono
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Desarrollo
Proceso de fabricación
Doble serpentina
Boquilla de escape
Carburo de silicio reforzado con fibra de carbono
UAVs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta el desarrollo de un proceso de fabricación para una boquilla de escape de doble serpentina (DS) para vehículos aéreos no tripulados (UAV) basada en compuestos de matriz de carburo de silicio reforzado con fibra de carbono (C/SiCs). La boquilla DS está diseñada para reducir las emisiones infrarrojas de los plumas de escape calientes, un factor crítico para mejorar el rendimiento de sigilo durante las operaciones de UAV. La estructura de la boquilla propuesta fue fabricada utilizando una configuración multicapa que consiste en una capa interna de C/SiC para resistencia térmica y a la oxidación, una capa de aislamiento de sílice-fenólica para suprimir la transferencia de calor, y una capa externa de compuesto de matriz polimérica reforzada con fibra de carbono (CFRPMC) para refuerzo mecánico. La capa de C/SiC se produjo mediante infiltración de silicio líquido, precedida por pirólisis y densificación de un preformado de CFRPMC basado en fenol. La boquilla final se ensambló mediante mecanizado de precisión y unión de componentes segmentados, seguido de la laminación de las capas de aislamiento y externas. Las pruebas de propiedades mecánicas y térmicas confirmaron la integridad estructural y el rendimiento en condiciones de alta temperatura. Además, las pruebas de oxidación y ablación demostraron la excelente durabilidad del C/SiC desarrollado. Los resultados indican que el proceso desarrollado es adecuado para producir estructuras compuestas de forma compleja y a gran escala para aplicaciones de UAV de sigilo.
Descripción
Este estudio presenta el desarrollo de un proceso de fabricación para una boquilla de escape de doble serpentina (DS) para vehículos aéreos no tripulados (UAV) basada en compuestos de matriz de carburo de silicio reforzado con fibra de carbono (C/SiCs). La boquilla DS está diseñada para reducir las emisiones infrarrojas de los plumas de escape calientes, un factor crítico para mejorar el rendimiento de sigilo durante las operaciones de UAV. La estructura de la boquilla propuesta fue fabricada utilizando una configuración multicapa que consiste en una capa interna de C/SiC para resistencia térmica y a la oxidación, una capa de aislamiento de sílice-fenólica para suprimir la transferencia de calor, y una capa externa de compuesto de matriz polimérica reforzada con fibra de carbono (CFRPMC) para refuerzo mecánico. La capa de C/SiC se produjo mediante infiltración de silicio líquido, precedida por pirólisis y densificación de un preformado de CFRPMC basado en fenol. La boquilla final se ensambló mediante mecanizado de precisión y unión de componentes segmentados, seguido de la laminación de las capas de aislamiento y externas. Las pruebas de propiedades mecánicas y térmicas confirmaron la integridad estructural y el rendimiento en condiciones de alta temperatura. Además, las pruebas de oxidación y ablación demostraron la excelente durabilidad del C/SiC desarrollado. Los resultados indican que el proceso desarrollado es adecuado para producir estructuras compuestas de forma compleja y a gran escala para aplicaciones de UAV de sigilo.