轻量化异形结构无人机雷达罩及其成型方法与流程

本发明涉及无人机配件的技术领域，具体的涉及一种轻量化异形结构无人机雷达罩及其成型方法。

背景技术：

雷达罩主要用于保护雷达不受到外部环境的干扰，并且雷达罩需要满足雷达波的透过需求。雷达罩的罩体部分主要包括尾罩、主罩和上罩，其中主罩要求能够透波，尾罩、上罩不要求透波。目前，国内对于大型无人机的雷达罩的研究比较少，传统飞机雷达罩多采用蜂窝夹层结构，为了达到雷达罩的刚度需求，罩体的内蒙皮、外蒙皮通常采用等厚度结构。

但是，罩体的内蒙皮、外蒙皮均采用等厚度的设计方式，罩体的部分刚度、强度就会存在浪费的现象，也会增加罩体的重量，同时，还增加了罩体的加工成本。

另外，对于复杂结构的雷达罩，例如异型结构的雷达罩，在加工的过程中，一般采用分体成型的方式，然后对两个或者若干个加工后的分体采用螺接、胶接、铆接等方式进行装配，采用这样的成型方式，不但导致雷达罩的加工效率低，并且采用多个装配配件，还会增加雷达罩的重量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻量化异形结构无人机雷达罩，以解决现有技术中存在的，罩体的内蒙皮、外蒙皮均采用等厚度设计，刚度、强度浪费，增加罩体的重量，增加了加工成本的技术问题。

本发明还提供一种轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法，以解决现有技术中存在的，复杂结构的雷达罩在加工的过程中，采用分体成型的方式，再进行装配，加工效率低，增加雷达罩重量的技术问题。

本发明提供的一种轻量化异形结构无人机雷达罩，包括罩体；

罩体为异型体结构，罩体的外蒙皮为三层结构，每层外蒙皮均采用玻纤或者石英纤维预浸料；

罩体的内蒙皮为两层结构，每层内蒙皮均采用玻纤或者石英纤维预浸料。

本发明提供的一种轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法，包括如下步骤：

(a)蜂窝定型

在模具的尾罩模具、前段左侧模具、前段右侧模具上分别铺覆未固化蜂窝，然后进行加热加压，使未固化蜂窝固化定型，形成尾罩蜂窝、前侧蜂窝；

(b)雷达尾罩成型

在尾罩模具内依次铺覆三层玻纤预浸料，三层玻纤预浸料形成尾罩外蒙皮；

将上述定型后的尾罩蜂窝作为夹层，置入尾罩外蒙皮内；

在尾罩蜂窝上依次铺覆两层玻纤预浸料，两层玻纤预浸料形成尾罩内蒙皮；

对尾罩外蒙皮与尾罩蜂窝进行连接，尾罩内蒙皮与尾罩蜂窝进行连接，形成雷达尾罩；

(c)雷达前罩成型

对前段左侧模具、前段右侧模具进行组装，形成前段模具；在前段模具内部依次铺覆三层玻纤预浸料，形成罩体外蒙皮；

将上述定型后的前侧蜂窝作为夹层，在前侧模具上铺覆两层玻纤预浸料，形成罩体内蒙皮；

罩体外蒙皮与前侧蜂窝连接，罩体内蒙皮与前侧蜂窝连接，形成雷达主罩和雷达上罩；

(d)模具组装

对前段模具与尾罩模具进行组装，形成模具，模具的内部形成雷达罩的罩体，并对前段模具与尾罩模具的拼缝处补铺玻纤预浸料、胶膜及蜂窝；

(e)固化成型

在雷达罩的罩体表面依次铺覆脱模布、隔离膜、透气毡，然后采用真空袋将罩体密封在模具上，并对罩体和模具进行加热加压固化；

(f)脱模

待模具的温度冷却后，将罩体从模具上脱出，并对罩体外周面的多余量进行切除，完成罩体的一体成型加工。

进一步的，在步骤(a)中，加热温度的温度值的取值范围在170℃～180℃之间，加压的压力值的取值范围在0.2mpa～0.3mpa之间。

进一步的，在步骤(b)中，尾罩模具内三层玻纤预浸料的铺覆过程为：在尾罩模具内铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实；最后铺覆第三层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第三层玻纤的压实，此时，三层玻纤形成尾罩外蒙皮；

在尾罩蜂窝上两层玻纤预浸料的铺覆过程为：在尾罩蜂窝上铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实，此时，两层玻纤形成尾罩内蒙皮。

进一步的，在步骤(c)中，前段模具内部三层玻纤预浸料的铺覆过程为：在前段模具内部铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实；最后铺覆第三层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第三层玻纤的压实，形成罩体外蒙皮；

前侧蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料的铺覆过程为：在前侧蜂窝上铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实，形成罩体内蒙皮。

进一步的，在步骤(b)中，尾罩模具内铺覆三层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间；

在尾罩蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间；

在步骤(c)中，前段模具内部内铺覆三层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间；

在前侧蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间。

进一步的，在步骤(b)和步骤(c)中，玻纤用石英纤维预浸料代替。

进一步的，在步骤(b)中，尾罩外蒙皮与尾罩蜂窝之间采用胶膜粘接，尾罩内蒙皮与尾罩蜂窝之间采用胶膜粘接；

在步骤(c)中，罩体外蒙皮与前侧蜂窝之间采用胶膜粘接，罩体内蒙皮与前侧蜂窝之间采用胶膜粘接。

进一步的，在步骤(e)中，加压的压力值的取值范围在0.2mpa～0.3mpa之间，加热温度的温度值的取值范围在170℃～180℃之间；

脱模布采用聚四氟乙烯材料。

进一步的，在步骤(f)中，模具的冷却温度取值范围在35℃～40℃之间。

相对于现有技术，本发明的轻量化异形结构无人机雷达罩具有以下优势：

罩体为异型体结构，以适应雷达的结构；罩体的外蒙皮为三层结构，罩体的内蒙皮为两层结构，以使外蒙皮与内蒙皮为非等厚的结构，既不影响雷达罩的刚度、强度，满足雷达罩的透波需求，还减轻了雷达罩的重量；每层外蒙皮均采用玻纤或者石英纤维预浸料，每层内蒙皮也采用玻纤或者石英纤维预浸料，确保外蒙皮与内蒙皮的刚度、强度。

相对于现有技术，本发明的轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法具有以下优势：

依次采用模具定型、雷达尾罩成型、雷达前罩成型、模具组装、固化成型、脱模等，使雷达罩能够一体成型，无需装配，减少了加工工序，提高了加工效率，也减轻了雷达罩的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的轻量化异形结构无人机雷达罩的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轻量化异形结构无人机雷达罩的主视图；

图3为本发明实施例提供的轻量化异形结构无人机雷达罩在模具内的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法流程图。

附图标记说明：

100-罩体；200-模具；101-雷达尾罩；

102-雷达主罩；103-雷达上罩；201-尾罩模具；

202-前段左侧模具；203-前段右侧模具。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～2所示，本发明提供的一种轻量化异形结构无人机雷达罩，包括罩体100；

罩体100为异型体结构，罩体100的外蒙皮为三层结构，每层外蒙皮均采用玻纤或者石英纤维预浸料；

罩体100的内蒙皮为两层结构，每层内蒙皮均采用玻纤或者石英纤维预浸料。

在图1中，罩体100的左端为雷达尾罩101，右端为雷达主罩102，上端为雷达上罩103。

罩体100的形状为如图1中所示的下端类似椭圆形结构，上端类似圆柱状的异型体结构，以适应雷达的结构。

罩体100的外蒙皮采用三层结构，内蒙皮采用两层结构，使外蒙皮与内蒙皮之间为非等厚度设计，不会影响雷达罩的刚度、强度，还能够满足雷达罩的透波需求，减轻了雷达罩的重量。

轻量化异形结构无人机雷达罩安装在无人机机腹的下方位置，用于无人机对地面的大范围探测。

如图1～4所示，本发明提供的一种轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法，包括如下步骤：

(a)蜂窝定型

雷达罩的原材料采用未固化芳纶纸蜂窝，变形性好，可以成型复杂型面的产品。

在模具200的尾罩模具201、前段左侧模具202、前段右侧模具203上分别铺覆未固化蜂窝，然后进行加热加压，使未固化蜂窝固化定型，形成尾罩蜂窝、前侧蜂窝；

加热温度的温度值的取值范围在170℃～180℃之间，在本实施例中，加热温度为180℃；加压的压力值的取值范围在0.2mpa～0.3mpa之间，在本实施例中，加压的压力值为0.3mpa。

(b)雷达尾罩成型

在尾罩模具201内依次铺覆三层玻纤预浸料，三层玻纤预浸料形成尾罩外蒙皮；

具体的，尾罩模具201内三层玻纤预浸料的铺覆过程为：在尾罩模具201内铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实；最后铺覆第三层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第三层玻纤的压实，此时，三层玻纤形成尾罩外蒙皮；

尾罩模具201内铺覆三层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，在本实施例中，加压时的温度为25℃；加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，在本实施例中，加压时的压力值为0.1mpa；加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间，在本实施例中，加压后的保持时间为60min；

将上述定型后的尾罩蜂窝作为夹层，置入尾罩外蒙皮内；

在尾罩蜂窝上依次铺覆两层玻纤预浸料，两层玻纤预浸料形成尾罩内蒙皮；

具体的，尾罩蜂窝上两层玻纤预浸料的铺覆过程为：在尾罩蜂窝上铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实，此时，两层玻纤形成尾罩内蒙皮；

在尾罩蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，在本实施例中，加压时的温度为25℃；加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，在本实施例中，加压时的压力值为0.1mpa；加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间，在本实施例中，加压后的保持时间为60min；

对尾罩外蒙皮与尾罩蜂窝进行连接，尾罩内蒙皮与尾罩蜂窝进行连接，形成雷达尾罩101；

具体的，尾罩外蒙皮与尾罩蜂窝之间采用胶膜粘接，尾罩内蒙皮与尾罩蜂窝之间采用胶膜粘接，以确保尾罩外蒙皮、尾罩蜂窝、尾罩内蒙皮之间连接的牢固性。

(c)雷达前罩成型

对前段左侧模具202、前段右侧模具203进行组装，形成前段模具；在前段模具内部依次铺覆三层玻纤预浸料，形成罩体外蒙皮；

具体的，前段模具内部三层玻纤预浸料的铺覆过程为：在前段模具内部铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实；最后铺覆第三层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第三层玻纤的压实，形成罩体外蒙皮；

前段模具内部内铺覆三层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，在本实施例中，加压时的温度为25℃；加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，在本实施例中，加压时的压力值为0.1mpa；加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间，在本实施例中，加压后的保持时间为60min；

将上述定型后的前侧蜂窝作为夹层，在前侧蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料，形成罩体内蒙皮；

具体的，前侧蜂窝上铺覆两层玻纤预浸料的铺覆过程为：在前侧蜂窝上铺覆第一层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第一层玻纤的压实；然后铺覆第二层玻纤，并通过加压保持一定时间后，实现第二层玻纤的压实，形成罩体内蒙皮；

在前段模具上上铺覆两层玻纤预浸料时，加压时温度的取值范围在20℃～30℃之间，在本实施例中，加压时的温度为25℃；加压的压力值的取值范围在0.09mpa～0.1mpa之间，在本实施例中，加压时的压力值为0.1mpa；加压后的保持时间的取值范围在50min～70min之间，在本实施例中，加压后的保持时间为60min；

罩体外蒙皮与前侧蜂窝连接，罩体内蒙皮与前侧蜂窝连接，形成雷达主罩102和雷达上罩103；

具体的，罩体外蒙皮与前侧蜂窝之间采用胶膜粘接，罩体内蒙皮与前侧蜂窝之间采用胶膜粘接。以确保罩体外蒙皮、前侧蜂窝、罩体内蒙皮之间连接的牢固性。

(d)模具组装

对前段模具与尾罩模具进行组装，形成模具200，模具200的内部形成雷达罩的罩体100，并对前段模具与尾罩模具的拼缝处补铺玻纤预浸料、胶膜及蜂窝。

(e)固化成型

在雷达罩的罩体100表面依次铺覆脱模布、隔离膜、透气毡，然后采用真空袋、密封胶条将罩体100及辅助材料密封在模具200上，并通过热压罐对罩体100和模具200进行加热加压固化；

具体的，加压的压力值的取值范围在0.2mpa～0.3mpa之间，在本实施例中，加压的压力值为0.3mpa；加热温度的温度值的取值范围在170℃～180℃之间，在本实施例中，加热的温度值为180℃。

在本实施例中，脱模布采用聚四氟乙烯材料，确保脱模布与固化后的树脂不粘连，用于分离产品及辅助材料。

隔离膜用于对脱模布与透气毡之间的隔离，避免固化时流出的树脂粘接于透气毡内。

透气毡用于整个产品中气体的导出，保证产品各处所受压力均匀。

密封胶条用于粘贴真空袋及模具。

真空袋用于对整个产品的密封，保证产品与外界大气隔离，形成独立的密闭体系。

(f)脱模

待模具200的温度冷却后，将罩体100从模具200上脱出，并对罩体100外周面的多余量进行切除，包括对罩体100的裙边进行切割，对裙边处成型时留的部分余量，最后，完成了罩体100的一体成型加工。

具体的，模具200的冷却温度取值范围在35℃～40℃之间，在本实施例中，冷却温度的温度值为40℃。

进一步的，在上述步骤(b)和步骤c中，玻纤还可以采用石英纤维预浸料代替。

本发明的轻量化异形结构无人机雷达罩的成型方法，针对雷达罩的复杂外形，内部采用变形性更好的未固化芳纶纸蜂窝作为夹层结构，可以一次性成型出复杂结构的雷达罩，简化了雷达罩的成型步骤，省去了现有技术中，雷达罩的装配过程，本发明的成型方法，雷达罩的成型结构好，加工效率更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。