一种具有电磁屏蔽功能的设备舱及无人直升机的制作方法

1.本发明涉及航空结构设计领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽功能的设备舱及无人直升机。


背景技术：

2.随着微波技术的发展及电子侦察、电子对抗等技术水平的不断提高，针对直升机，尤其是无人直升机电子设备的抗干扰能力的要求也越来越高，机身的电磁屏蔽能力更是成为无人机抵抗电磁干扰和保障生存能力的重要手段。已有直升机型号结构设计对设备舱电磁屏蔽效能考虑不足，某型直升机经电磁屏蔽测试，除风挡玻璃屏蔽效果较好外，驾驶舱门、上下视窗口和设备舱口盖等均存在电磁泄漏，不满足电磁屏蔽性能要求，在结构设计时并未进行电磁屏蔽设计。无人直升机安装电子设备较多，对设备舱的电磁屏蔽能力的要求也更高。同时为满足设备通风散热和维护要求，设备舱的开口也较多，存在电磁泄漏的可能，增加了电磁屏蔽设计的难度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种具有电磁屏蔽功能的设备舱及无人直升机，采用合理的措施解决设备舱开口的电磁泄漏，同时采用合适的方法解决通风口电磁屏蔽的难题，最终满足无人直升机电磁屏蔽效能要求。
4.为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
5.一种具有电磁屏蔽功能的设备舱，包括设备安装板、顶板、支撑框、通风口盖、蒙皮和维护口盖，其中：
6.支撑框分布在前部和后部，在支撑框的上部、中部分别设置顶板、安装板，并在顶板、安装板、支撑框外部覆盖蒙皮，以构成舱体结构；在舱体侧面上部设置有维护窗，舱体侧面下部设置有通风窗，在维护窗、通风窗上分别安装有可开闭的维护口盖、通风口盖；当维护口盖、通风口盖闭合时，所述舱体形成密闭式结构；
7.支撑框为金属结构；顶板、安装板、通风口盖、蒙皮和维护口盖为碳纤维复合材料结构；所述碳纤维复合材料从外侧到内侧，分别为玻璃纤维层、碳纤维层、蜂窝层、碳纤维层；其中，顶板、蒙皮和维护口盖和通风口盖外表面采用防雷击胶膜实现金属化。
8.进一步地，通风口盖、维护口盖外层铺覆的防雷击胶膜，从边缘反包到通风口盖、维护口盖内表面层压区，覆盖通风口盖、维护口盖上电磁屏蔽胶条同时作为密封条的粘接范围。
9.进一步地，通风口盖、维护口盖和用于安装通风口盖、维护口盖的口框上利用导电胶膜各粘接一条电磁屏蔽胶条，利用导电胶膜将电磁屏蔽胶条与相邻位置的防雷击胶膜粘接在一起。
10.进一步地，粘接电磁屏蔽胶条时需打磨防雷击胶膜至漏出金属网，胶条端部涂抹一圈导电胶。
11.进一步地，通风口盖上用于进气的通风口采用带孔金属板，该金属板与通风口盖铆接连接，通过铆钉实现与通风口盖之间的电搭接。
12.进一步地，金属板上的开孔满足：fc＝15/w
×
109hz，w为金属板上开孔直径，fc为截止频率。
13.进一步地，带孔金属板上间隔固定有s型挡板，挡板铆接在带孔金属板上，相邻的挡板采用嵌套的布设形式，使得相邻的挡板之间形成s形风道，s型风道的长度不大于30mm。
14.进一步地，挡板采用碳纤维层压结构，表面铺覆防雷击胶膜。
15.与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
16.本发明在满足通风和设备维护要求的同时，提高了设备舱的电磁屏蔽效果，减小了外界环境对设备舱内部设备的电磁干扰，提高了直升机的安全性；由于大量复合材料件的使用，设备舱结构减重效果明显，结构重量效率显著提高。目前该种设备舱结构已在某型无人直升机上应用，经电磁屏蔽测试满足指标要求。
附图说明
17.图1为本发明的设备舱的结构示意图；
18.图2为碳纤维复合材料结构示意图；
19.图3为通风口盖、维护口盖与口框部分的结构示意图；
20.图4为通风口盖的结构示意图。
21.图中标号说明：1设备安装板，2支撑框，3通风口盖，4蒙皮，5维护口盖，6顶板，7口框，8导电胶膜，9电磁屏蔽胶条，10防雷击胶膜，11通风口，12金属板，13挡板，14风道。
具体实施方式
22.参见附图，本发明提供了一种具有电磁屏蔽功能的设备舱，实现电磁屏蔽功能的原理是将设备舱主体构件所采用的复合材料金属化；利用电磁屏蔽胶条9解决设备舱开口电磁泄漏问题，达到电磁屏蔽效果；采用带孔金属板12作为通风口11，并在内部设计类似于波导管结构实现通风口11的电磁屏蔽功能。
23.本发明的具有电磁屏蔽功能的设备舱主要包括设备安装板1、顶板6、支撑框2、通风口盖3、蒙皮4和维护口盖5等部分，其中：
24.支撑框2分布在前部和后部，在支撑框2的上部、中部分别设置顶板6、安装板1，并在顶板6、安装板1、支撑框2外部覆盖蒙皮4，以构成舱体结构；在舱体侧面上部设置有维护窗，舱体侧面下部设置有通风窗，在维护窗、通风窗上分别安装有可开闭的维护口盖5、通风口盖3；当维护口盖5、通风口盖3闭合时，所述舱体形成密闭式结构。
25.支撑框2为金属结构；顶板6、安装板1、通风口盖3、蒙皮4和维护口盖5为碳纤维复合材料结构；从外侧到内侧，分别为玻璃纤维层、碳纤维层、蜂窝层、碳纤维层。其中，顶板6、蒙皮4、维护口盖5和通风口盖3的碳纤维复合材料结构外表面采用防雷击胶膜10实现金属化，既可以减轻结构重量，也可以实现电磁屏蔽性能要求，基本铺层示意如图2所示；安装板1的结构与之基本相同，不同之处在于安装板1上不需要设置防雷击胶膜10。
26.设备舱口盖电磁屏蔽设计
27.如图3所示，通风口盖3、维护口盖5外层铺覆防雷击胶膜10，并且从口盖边缘反包
到通风口盖3、维护口盖5内表面层压区，覆盖通风口盖3、维护口盖5上电磁屏蔽胶条9同时作为密封条的粘接范围；通风口盖3、维护口盖5和用于安装通风口盖3、维护口盖5的口框7上利用导电胶膜8各粘接一条电磁屏蔽胶条9，利用导电胶膜8将电磁屏蔽胶条9与相邻位置的防雷击胶膜10粘接在一起，粘接电磁屏蔽胶条9时需打磨防雷击胶膜10至漏出金属网，胶条端部涂抹一圈导电胶。电磁屏蔽胶条9为在硅橡胶中掺和屏蔽材料混炼而成，既可以保持橡胶材料原有的弹性，又能满足电磁屏蔽效能要求。
28.通风口11电磁屏蔽设计
29.通风口盖3上用于进气的通风口11采用带孔金属板12，金属板12开孔尺寸需远远小于电磁波波长要求，以实现电磁屏蔽效果，fc＝15/w
×
109hz，w为金属板12上开孔直径，fc为截止频率。大于该截止频率的电磁波不能通过通风口11进入设备舱内部。该金属板12与通风口盖3铆接连接，通过铆钉实现与通风口盖3之间的电搭接。
30.为了提高通风口11的电磁屏蔽效果和防雨进风要求，带孔金属板12上间隔固定有s型挡板13，铆接在带孔金属板12上，相邻的挡板13采用嵌套的布设形式，使得相邻的挡板13之间形成s形风道14；挡板13采用碳纤维层压结构，表面铺覆防雷击胶膜10，s型风道14的长度l越长，电磁波在通道内的损耗越多越有利于电磁屏蔽性能的提高，s型通道与通风口盖3铆接连接，通过铆钉实现电搭接；本实施例中，s型风道14的长度l不大于30mm。该通风口11即可以实现电磁屏蔽，又可以实现通风防雨功能。
31.本方案中，设备舱主体结构中的复合材料件采用防雷击胶膜10实现金属化，各组件之间的通过铆钉实现电搭接；设备舱口盖采用电磁屏蔽胶条9实现电搭接，电磁屏蔽胶条9粘覆需要打磨防雷击胶膜10至漏出铜网，并在周圈涂抹导电胶；设备舱口盖外边面防雷击胶膜10需要反包至口盖内表面层压区，需覆盖密封胶条粘接范围。通风口11采用带孔金属板12，并在内层构置s型通道，穿孔截面尺寸决定了电磁波的通过频率，s型通道长度增加了电磁波的额外损耗，增加了屏蔽效能。
32.以上实施例仅用于说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。