Verwendung von Quarzfasern in Radomen für die Luft- und Raumfahrt

Mit einer herausragenden Kombination aus elektromagnetischen Eigenschaften (Dielektrizitätskonstante von 3,74 sowie ein Verlustwinkel von 0,0002 bei 10 GHz) und mechanischer Festigkeit ist die Quarzfaser die ideale strukturelle Verstärkung für Hochleistungsverbundwerkstoffe. Sie eignet sich besonders für Komponenten mit einem außergewöhnlich hohen Anforderungsverhältnis von Stärke zu Gewicht und geringen elektromagnetischen Störungen (EMI). Flugnavigations- und Wettererkennungssysteme, Bordunterhaltung und Konnektivität (IFEC), Tele- und Satellitenkommunikation (SATCOM) sowie Radome für fortschrittliche Luft-Luft-Zielsysteme profitieren von der einzigartigen Kombination elektromechanischer Eigenschaften, die hochreine Quarzfasern bieten.

In diesem Blogbeitrag von Saint-Gobain Quartz erkunden wir die Vorteile der Verwendung von Quarzfasern mit Schwerpunkt auf Radomtechnik. Zunächst werden wir die Eigenschaften des Materials näher erläutern, bevor wir einen kurzen Überblick über den Herstellungsprozess von Verbundwerkstoffen geben.

Was sind Quarzfasern?

Quarzfasern sind ein hochreines Quarzglas, das in der Regel zu dünnen amorphen Filamenten mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern (μm) verarbeitet wird. Mithilfe verschiedener Verfahren können diese Filamente entweder in Form von Endlossträngen, die später zu Garnen oder Rovings verarbeitet werden, oder in Form von Filz und Wolle gesammelt werden. Jedes dieser Formate ist im Rahmen der Quartzel®-Produktpalette von Saint-Gobain erhältlich, aber Garne und Rovings werden am häufigsten bei der Herstellung von Radomen verwendet.

Saint-Gobain Quartzel® produziert eine homogene Quarzfaser mit einem nominalen Siliziumdioxid (SiO2)-Gehalt von mindestens 99,95 %. Sowohl für unsere Garne als auch für unsere Rovings werden Filamente von 9 bis 14 μm als Basis verwendet.

Radome mit Quarzfaserverbundstoffen

Quarzradome sind 3D-geformte Produkte, die entweder im Handlaminierungsverfahren oder durch Infusion hergestellt werden. Bei der ersten Methode werden mit Harz imprägnierte Quarzfaserverstärkungen (so genannte Prepregs) von Hand in eine Form gelegt. Dies ist die gängigste Methode, um Radome für die allgemeine Luftfahrt zu erzeugen. Die Infusion wird hauptsächlich für nicht zivile Schutz- und Sicherheitskomponenten verwendet. Jedes dieser Herstellungsprinzipien wird routinemäßig bei Radomen sowohl in der zivilen als auch in der nicht zivilen Luftfahrt angewendet.

• Um die Kompatibilität von Harz und Fasern zu optimieren, hat Saint-Gobain Quartz eine Reihe von Schmälzen entwickelt, die zum Beispiel mit Epoxid- und Cyanat-Ester-Harzen verwendet werden können. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, um mehr über unsere neu entwickelte Cyanat-Ester-Schmälze QSCY1 zu erfahren.

Mit außergewöhnlichen Festigkeits-/Gewichtsmerkmalen und niedrigen dielektrischen Eigenschaften (dk=3,74 und df=0,0002 bei 10 GHz) bietet die Quarzfaser die Schutzeigenschaften, die von der allerneuesten Generation von Antennen und Kommunikationsgeräten in der Luft- und Raumfahrt gefordert werden. Quartzel®-Garne und -Rovings werden routinemäßig als strukturelle Verstärkung für Radome in bemannten, nicht-zivilen Flugzeugen (verschiedene Typen je nach Sicherheitsaufgaben), unbemannten Luftüberwachungsfahrzeugen und Kampfdrohnen (UAVs & UCAVs), Bugkonen für fortschrittliche Luft-Luft-Zielsysteme, Bug- und Satcom-Radome (ideal für Ku- und Ka-Bänder) für Verkehrsflugzeuge und vieles mehr verwendet.

Saint-Gobain Quartz: Faserlieferanten für den Luft- und Raumfahrtsektor

Zwischen der Luft- und Raumfahrttechnik und Verbundwerkstoffen besteht eine langjährige Verbindung, die bis in den Zweiten Weltkrieg und die Geburtsstunde der modernen Luft- und Raumfahrt sowie der nicht-zivilen Schutzmaßnahmen zurückreicht. Bei Saint-Gobain Quartz wissen wir, dass es Tradition ist, die hochwertigsten Materialien zu verwenden, um die Leistung und Funktionalität jeder Komponente in der Flugzeugentwicklung zu verbessern. Folglich sind unsere beiden Werke nach AS9100 für die Luft- und Raumfahrt zertifiziert.

Mit einer sicheren globalen Lieferkette, die die hochwertigsten Webereien, Vorregulierer und Hersteller von Verbundwerkstoffen umfasst, liefern die Fasern von Saint-Gobain hochleistungsfähige Radome für sehr anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie für nicht-zivile Flugschutzgeräte.

Wenn Sie mehr über den Einsatz von Quartzel®-Produkten in der Radom-Fertigung erfahren möchten oder allgemeine Fragen zur Quarzfaser haben, kontaktieren Sie einfach ein Mitglied des Saint-Gobain-Teams.