高强度机载天线罩的制作方法

文档序号:8716020阅读:364来源:国知局
高强度机载天线罩的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种包括了 L、S、X、Ku、Ka及毫米波天线罩。尤其是非金属复合材料制作的机载产品天线罩。
【背景技术】
[0002]机载天线罩主要指用于各类航空飞行器或航天飞行器上,用以保护各类天线的正常工作。机载天线罩出了需要满足正常的通信要求外,还需要天线罩满足一定的航空气动要求以及恶劣气候条件。天线罩的主要功能是保护罩内天线系统免受任何形式的损伤和破坏,同时又应为该系统的电磁明窗,其设计涉及空气动力学、电磁场理论、材料科学、结构设计及工艺技术,具有相当大难度。由于天线罩接口区往往是受力较大的区域,设计时必须考虑局部强度因素。防雷击设计常用的天线罩防雷击部件形式有:金属箔条、金属导电条、纽扣式分流条、介质型分流条等。
[0003]天线罩是集结构及功能为一体的部件,其功用引起人们的日益重视。目前国内外天线罩用复合材料的基体主要有环氧树脂、双马树脂和氰酸酯;增强材料有玻璃纤维、石英纤维、芳纶等。成型工艺方法主要有手糊成型、真空成型和热压罐成型等。现有技术以往天线罩最通用的增强纤维以E玻纤为主,主要工艺性能以满足介电性能、三防寿命为基本质量目标,透波层厚度制造约2?3_,满足于防水、防尘、防腐蚀。而制造过程以热压罐技术为基本生产方式,劳动强度大,生产效率低,连接件法兰在罩体热压罐整体成型后进行嵌入粘接,在实际应用的拉练试验过程中曾出现过因震动脱粘解体现象,存在着风险隐患。由此可见,材料是天线罩研制的重要基础,没有好的天线罩材料,再好的电气性能设计也不能实现。天线罩是功能复合性材料结构件,天线罩材料要满足介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、质量等要求。目前剖面结构为一对称c型蜂窝夹层结构的天线罩对电学性能及力学性能要求高,有耐环境性要求,并对罩体平面度和吊装孔处预埋件的角位置要求较高,须通过严格的选材、模具工装和制造工艺技术来保证制件质量。在天线罩设计流程上,一般有两种考虑:第一种是首先考虑天线罩的受力特性及它的力学结构,满足要求后再考虑电性要求;第二种是先进行电性厚度设计,满足后再进行力学结构设计。天线罩设计过程中,要综合考虑多方面的性能要求,在实际中这两种考虑一般很难区分,主要取决于不同使用的天线罩的侧重点。力学结构主要从以下两个方面加以考虑,影响结构设计的主要应力来自于工作环境的空气动力或风载荷、热应力、冲击波压力和惯性载荷等,这些应力可以借助流体力学软件分析得到;影响天线罩强度的主要因素是所用的材料、结构的类型、罩壁厚度以及天线罩的罩体形状和尺寸等。外形和表面质量有严格要求,对天线罩的制造提出了一系列挑战。在天线罩电性设计时,往往会依据经验值进行初步力学结构判断;力学结构设计时也同样做相关判断。通常情况下的天线罩电性能设计是通过一定的分析计算方法,在选择天线类型,天线的安装位置和天线罩的总体外形后根据天线结构特性、材料的电参数,使天线的电气性能指标符合设计要求。天线罩内力较大的区域集中在头部附近,失稳发生在根部附近,增加根部的厚度可改善天线罩的稳定性。天线罩的罩壁结构种类很多,大多数高速飞机的天线罩罩壁结构都是复合材料单层壁结构。由于天线罩具有双曲面和高性能的特点,特别是核心区电学性能要求高,有耐环境要求,材料玻璃布中温改性环氧胶中温改性胶膜NRH系列NOMEX蜂窝夹芯,用于增强材料蒙皮的基体材料蒙皮和蜂窝芯的胶接材料罩体夹层材料,外蒙皮的装配就成了非常困难的关键工序。因为蜂窝夹层结构的蒙皮一般都很薄,外蒙皮的刚度很小,胶膜又很粘,在装配过程中,蒙皮极易和胶膜粘在一起,无法保证装配到位,引起蒙皮和蜂窝芯脱粘,导致整个产品的报废。
[0004]随着天线技术的发展和各种地面、舰载和机载雷达的不断更新换代,对天线罩性能也提出了越来越严格更高的要求。因为天线罩对天线系统电性能的不利影响是不可避免的,天线罩技术的发展就是要将这种不利影响降低到最小。而且目前以热压罐技术为基本生产方式制作天线罩已不能适应现有条件,必须采取新型的制作方式才能满足现阶段对天线罩的各项要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型是针对现有技术存在的不足之处,提供一种震动不脱粘不解体,满足防水、防尘、防腐蚀,具有抗闻速破片和冲击波的机载广品闻强度机载天线罩。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下措施来达到。一种高强度机载天线罩,包括贴合在内衬2上的骨架I和外衬4,其特性在于:天线防护罩由内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型,内衬2、外衬4部分材料嵌入骨架粘接为一体,天线防护罩周向截面罩壁厚度呈直角梯形,罩体梯形大端根部天线罩接口区固联有法兰5,顶部固联有高强度透波板。
[0007]本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。
[0008]本实用新型采用起强力支撑作用的骨架1,同高强度透波板3 —起构成防护罩主体,通过整体模压,热、冷二次成型制作,内衬2、外衬4部分材料能够嵌入与骨架粘接一体,在机载运动过程中起着抗震,防解体作用,避免了大多数高速飞机的复合材料单层壁结构天线罩罩壁结构强度差的缺陷。
[0009]本实用新型由内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型的天线防护罩,震动不脱粘不解体,满足于防水、防尘、防腐蚀,抗高速破片和冲击波。罩壁厚度呈直角梯形流条对电磁波影响小通过表面的直角梯形面积之和形成放电通道且便于安装。
[0010]本实用新型天线防护罩周向截面罩壁厚度呈直角梯形,罩体梯形大端根部天线罩接口区固联法兰,增加根部的厚度,可改善天线罩的稳定性,克服了根部附近发生失稳的问题。
[0011]本实用新型在罩体顶部固联高强度透波板,解决了天线罩内力较大的区域集中在头部附近的问题。其中天线罩的内、外衬夹裹高强度透波板夹层结构,有优异的电性能.有足够的强度和刚度,能适应较大温度范围和各种典型环境条件。
[0012]本实用新型通过常规抗冲击和耐穿刺检测,(高温、低温、常温、浸水检测)抗破片值达到GJB5115-2004要求的V50值。制作成品高强度机载天线罩多个数据印证其生存能力的提闻,满足工艺及性能指标。
[0013]本实用新型采用具有优异的理化性能芳纶III材料制作内衬和外衬,其强度是E玻纤的4倍,模量是E玻纤的1.88倍,同时具有优异的尺寸稳定性,其复合材料耐冲击强度高,重量轻,透波性好,可耐受工作温度宽(_80°C?160°C )。芳纶III复合材料以其优异的性能满足保护雷达,提高其生存能力的作用。通过模具的均匀性加温和压制成型的一致性,表面平整光滑。
【附图说明】
[0014]为进一步说明本实用新型的较佳实施例,并配合附图详述于后,以使对于本实用新型更易于了解。但以下所述仅为用来解释本实用新型的较佳实施例,并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制,凡是以本实用新型的创造精神为基础,所做的任何形式的修饰或变更,皆仍应属于本实用新型意图保护的范畴。
[0015]图1是本实用新型高强度机载天线罩的主视图。
[0016]图2是图1的全剖视左视图。
[0017]图中:1骨架、2内衬、3高强度透波板、4外衬、5法兰、6插销螺套。
【具体实施方式】
[0018]参阅图1。在以下描述的实施例中,高强度机载天线罩结构包括骨架1、内衬2、高强度透波板3、外衬4、法兰5、插销螺套6等构件。天线防护罩由内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型,内衬2、外衬4部分材料嵌入骨架粘接为一体,天线防护罩周向截面罩壁厚度呈直角梯形,罩体梯形大端根部天线罩接口区固联有法兰5,顶部固联有高强度透波板。法兰5上开有凹槽,通过整体模压,热、冷二次成型制作,内衬2、外衬4部分材料嵌入确保与骨架粘接一体。骨架、高强度透波板、内衬、外衬、法兰组合整体压制。所述防护罩的防护面采用芳纶III配以胶膜模压胶结成型。所述防护罩法兰(5)上接近端口处开有防解体作用的凹槽。罩体外表面采用喷涂防静电涂料消除因高速气流及大气电离层使天线罩表面产生的静电。
[0019]骨架采用布料,选用芳纶III复合材料树制作内衬和外衬,温度要求260°C。法兰5底部制有插销螺套6。
【主权项】
1.一种高强度机载天线罩,包括贴合在内衬(2)上的骨架(I)和外衬(4),其特征在于:天线防护罩由内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型,内衬(2)、外衬(4)部分材料嵌入骨架粘接为一体,天线防护罩周向截面罩壁厚度呈直角梯形,罩体梯形大端根部天线罩接口区固联有法兰(5),顶部固联有高强度透波板(3)。
2.按权利要求1所述的高强度机载天线罩,其特征在于:所述防护罩的防护面采用芳纶III配以胶膜模压胶结成型。
3.按权利要求1所述的高强度机载天线罩,其特征在于:所述防护罩法兰(5)上接近端口处开有防解体作用的凹槽。
4.按权利要求1所述的高强度机载天线罩,其特征在于:所述骨架采用布料。
5.按权利要求1所述的高强度机载天线罩,其特征在于:选用芳纶III复合材料制作内衬和外衬。
【专利摘要】本实用新型开的一种高强度机载天线罩,包括贴合在内衬(2)上的骨架(1)和外衬(4)。其中天线防护罩由内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型,内衬2、外衬4部分材料嵌入骨架粘接为一体,天线防护罩周向截面罩壁厚度呈直角梯形,罩体梯形大端根部天线罩接口区固联有法兰(5),顶部固联有高强度透波板(3)。本实用新型为内、外衬夹裹高强度透波板并整体模压成型的天线防护罩,震动不脱粘不解体,满足于防水、防尘、防腐蚀,抗高速破片和冲击波。在机载运动过程中,起着抗震,防解体作用。解决了机载天线罩仅防雨、防尘而不防飞来物冲击的防护难题。
【IPC分类】H01Q1-42, H01Q1-28
【公开号】CN204424442
【申请号】CN201420740705
【发明人】周明, 陈兴奋, 韩晓峰
【申请人】四川航空工业川西机器有限责任公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年11月28日
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