某型舰载设备天线罩改进设计
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雷达天线罩装配工艺分析及设计摘要:某型飞机大曲率V形结构天线罩在结构装配及使用维护中存在诸多缺陷,本文通过对天线罩装配过程中紧固件不匹配、天线罩与机体结构连接不合理、天线罩装配过程不协调等问题进行优化完善,从而提高了某型飞机天线罩装配、维护质量,并为后续类似飞机结构装配提供了一定的依据。
关键词:天线罩,装配,优化引言天线罩是在保证天线系统功能的情况下,保护其不受机体外部环境影响的结构件,在军事设施中有着广泛的应用,飞机上的天线罩还起到保证飞机的气动外形,减小飞机阻力的作用。
在飞机起飞、降落和飞行过程中,因受高速气流、沙粒等空气中颗粒物的冲击,易造成天线罩损伤,降低罩体的机械强度、刚度和透波系数。
同时,飞机在高速飞行时与空气等剧烈摩擦而产生的静电会干扰无线电导航、制导和通信设备的性能发挥。
为保证飞机的气动性能、结构强度等因素,飞机上基本上采用流线型较好的天线罩,且在飞机使用过程中,为保证天线罩时刻具备良好的电磁特性,须对天线罩定时进行拆卸维护,便会加大飞机天线罩的装配难度。
1陶瓷质天线罩胶接用粘接剂的分类陶瓷天线罩粘结区设计温度一般低于350℃,所用胶粘剂根据化学成分分为有机硅橡胶胶粘剂和环氧胶粘剂两类。
硅橡胶胶粘剂采用硅橡胶制成,材料具有一定的弹性,粘结强度一般在2 MPa ~ 5 MPa之间,耐高温性较好,耐高温性大于200℃,抗老化性能较高,使用寿命可达环氧树脂粘附物是以环氧树脂为基础的,在硬化剂作用下,使用环氧按钮固化反应。
胶粘剂粘结强度高,常温下可达20MPa以上,耐温性能良好,局部改性胶粘剂短时间内可承受250℃以上。
硅橡胶胶粘剂根据硫化化学反应模式分为可伸缩硅橡胶胶粘剂和模塑硅橡胶胶粘剂。
环氧树脂粘结强度较高,材料体强度较高,经改性后可承受250 c以上高温。
环氧树脂胶粘剂在陶瓷天线掩模上的应用主要集中在耐高温耐磨性环氧树脂上。
2施工方法根据一般天线的特点,应考虑是否可以利用天线的俯仰运动,即使是作为提升天线外壳中主要结构部件的一种手段。
某舰载侦察天线座结构总体设计陈彦【摘要】介绍了某舰载侦察天线座的结构总体设计.该天线座安装于舰船桅杆,为补偿舰船摇摆,传动系统采用纵横摇稳定平台和方位传动结合的结构形式.天线系统位于方位传动装置顶部,连续旋转.通过合理布局,将微波模块与天线系统集成设计,结构紧凑,很好地满足了系统要求.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】3页(P31-32,36)【关键词】舰载;侦察;天线座;结构设计【作者】陈彦【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225001【正文语种】中文【中图分类】TN820.820 引言传统舰载侦察天线座为固定式结构,其结构简单,没有传动系统引起的误差。
目前国内外诸多学者对天线座的设计进行了研究:顾立彬[1]通过力学分析,载荷分析和轴系误差计算,对轻型化、小型化方位-俯仰型天线座进行了研究;张腊梅[2]对一种小型俯仰-方位型天线座进行了设计计算;杨钊[3]根据结构形式优选了天线座的具体方案,对天线座的各个主要部分设计参数进行了分析计算。
为了克服舰船摇摆,保证天线测量精度,本文对某舰载侦察天线座进行了设计研究,在天线系统与船体之间增加稳定平台。
稳定平台由纵摇轴和横摇轴组成,纵摇轴与舰艏尾线垂直,横摇轴与舰艏尾线平行,在纵、横摇轴上各有一套伺服驱动装置和角度传感器。
将天线系统置于方位传动装置之上,随方位轴360°连续旋转。
天线系统由若干天线阵组成,实现对目标的搜索和跟踪。
天线座采用传动系统后,零件数量多,结构相对复杂,要求集成度高,并且需要最大限度地减小体积,减轻重量[4-6]。
1 设备组成及总体布局侦察天线座由稳定平台、方位传动装置和天线系统组成。
稳定平台包括横摇装置和纵摇装置,方位传动装置安装于稳定平台之上,由电动机驱动,接收伺服系统指令将天线系统转动到指定位置。
天线系统由天线组成,若干天线在空间组成天线阵,通过天线阵的组合实现对不同方位和俯仰角度目标的侦察。
某型军用产品天线罩的故障排查及仿真模型应用浅究摘要:通过仿真模型来解决天线罩开裂故障,并对仿真技术应用进行探讨关键词:天线罩;仿真;模型应用1 故障概述及定位我公司生产的某型军用产品组成为:天线前罩、组件、天线后罩(见图1),在开展0.1MPa的内气压试验时,出现连续的气冒泡现象,压力表出现降压情况,天线前罩出现一条约70mm的细小裂纹,泄露点位于裂纹的中间(见图2)。
由此得出,天线内气压试验泄露的原因为天线前罩开裂。
图1 天线组成图2 天线前罩泄漏点图示2 故障分析为进一步研究天线前罩裂纹和泄露点的内部组织,对前罩进行多处横向切断,横向断面显示天线前罩裂纹内部的基体组织发白,发白区域从内向外呈近似扇形分布,发白处的玻纤复合材料已脱层(见图3);天线前罩为玻璃纤维复合材料,由玻纤布层压而成,脱层就已失效,不再保持原有的强度和密封性能。
图3 天线前罩横断面3 故障排查可能使天线前罩产生开裂的原因有:a.原发性组织疏松和孔洞、b.高温后罩体强度降低、c.内气压压力超标,现对所有因素进行排查。
a. 原发性组织疏松和贯穿性孔洞对天线前罩的横断面进行观察,发现只有在泄漏点出现了发白脱层,其他部位组织致密,未发现质量缺陷,不会导致前罩发生泄露。
因此可以排除原发性组织疏松。
天线前罩为环氧树脂基玻纤复合材料,采用高温加压固化,固化过程中环氧树脂呈现液态,具有流动性,在压力和表面张力的作用下会融为一体,如果发生缺陷,会呈现细小孔洞缺陷。
检查天线前罩,发现外表面出现裂纹,多个横断面中均出现了脱层,但横断面中未发现孔洞缺陷,因此可以排除贯穿性孔洞。
b.高温后强度降低内气压试验之前天线前罩经过了2次70℃/48h的高温试验。
为验证该因素,从天线前罩上截取若干正常试件,由理化实验室分别进行高温试验70℃/48h/96h,进行前后抗弯强度和抗拉强度对比试验,未发现明显差异。
天线前罩为环氧树脂基玻纤复合材料,环氧树脂的玻璃化温度超过130℃,在70℃下可长期使用,故可以排除高温后强度降低。
一种小型舰载相控阵天线热设计孟庆鹏;陆敏【摘要】针对某小型舰载相控阵雷达结构特点,运用空气综合温度理论对外界环境与天线罩之间的对流换热系数以及天线工作时的热量进行了计算,并利用工程软件ESC热仿真,最终通过样机研制和试验得到验证.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2013(033)003【总页数】4页(P63-66)【关键词】综合温度;换热系数;热量;热仿真【作者】孟庆鹏;陆敏【作者单位】海军驻南京地区雷达系统军事代表室,南京210003;海军指挥学院浦口分院,南京211800【正文语种】中文【中图分类】TN820.810 引言某小型舰载相控阵天线属于露天设备,主要由天线罩、上行组件、下行组件、子阵接收机、气液热交换器等组成,形成一个封闭系统,其结构示意图见图1。
天线开机状态下,上行组件、下行组件、子阵接收机和太阳辐射等产生许多热量,使内部温度升高,影响天线工作。
因此,需要对系统进行合理的热设计,选择合适的冷却方式进行冷却。
根据热量产生形式、热流密度和安装位置不同,选择液冷和风冷相结合的方式散热。
子阵接收机、上行组件等发热量大,采取液冷方式散热,太阳辐射和下行组件发热通过系统内置气液热交换器提供的循环冷风带走,最终实现对整个天线的温度控制。
液冷部分主要从冷却液选择、冷却液流量和系统压损计算等进行设计,并根据结果设计冷却机柜,本文不作详述。
本文主要对天线内部需要通过风冷带走的热量进行计算、仿真和验证。
图1 天线结构示意图1 热计算天线内部需通过风冷带走的热量主要由太阳辐射和下行组件发热产生。
根据电讯设计要求,整个天线要求提供进风温度不高于25℃、回风温度不高于35℃的循环冷风。
1.1 天线内外热量传递原理天线工作时,外界环境的热量分3个过程传入天线内部,即外壁外界空气与天线罩外壁的自然对流换热、天线罩内外壁之间导热和内部空气与天线罩内壁的强迫对流换热,热量传递示意图见图2。
根据热阻理论,3个过程热阻分别为R1、R2和R3,其中图2 天线内外热量传递示意图1.1.1 外界空气与天线罩外壁自然对流热阻计算(1)外界环境综合温度计算由于天线罩表面同时受到太阳辐射和外界环境温度的热作用,外表面得到的热量为其中,hc1为外界环境与天线罩外壁的对流换热系数(W/m2·℃),t0为外界环境温度(℃),tw为天线罩外壁温度(℃),tz为外界环境综合温度(℃)。
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2018年第13期·137·文章编号:2095-6835(2018)13-0137-02夹层结构天线罩电性能优化设计曾安民(中航复合材料有限责任公司,北京101300;中航工业复合材料技术中心,北京101300)摘要:对某型飞机天线罩的罩壁结构进行变厚度优化设计,提高天线各扫描角度范围内天线罩透波性能。
计算结果表明,优化后结构主极化方向的功率透过系数相对于等壁厚结构的透过性能有了显著提升,最小透过率由原来的56%增加到了81%,大大提升雷达系统的探测能力。
关键词:天线罩;夹层结构;高透波;复合材料中图分类号:V19文献标识码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2018.13.137天线罩是保护飞行器导引头天线在恶劣的环境下能正常工作的功能结构,它是由天然或人造电介质材料制成的覆盖物,或是由桁架支撑的电介质壳体构成的特殊形状的电磁窗口[1-2]。
工程上应用较多的是多层夹心结构,中间芯层密度低,外层蒙皮层属于致密层,这样的结构不仅能够提供足够的力学性能,同时其宽频透波性能还非常优越。
通过设计合理的芯层和表面厚度,使天线罩在天线整个扫描角范围内具有优良的传输透波性能[3-6]。
本文针对C 夹层天线罩结构,采用几何光学射线追踪法理论,研究通过天线罩罩壁变厚度结构设计来提高天线各扫描角度范围内天线罩透波性能。
1理论分析几何光学三维射线追踪法用的是标量克希霍夫衍射公式,它对大天线来说,线积分项可以忽略,所以计算结果将是比较精确的,特别是当天线面积大于75倍波长平方时,计算结果令人满意。
综合考虑空气动力学及宽频透波性能要求,本文选择具有良好气动外形的C 夹层正切卵形天线罩结构作为整体结构天线罩的分析对象。
天线罩[7-8]的外形为旋转对称的正切卵形,其对应的函数写成如下形式:.0 R2R 2R2R>+=ρρy x (1).R Wz R -+-=22R 2R ρ(2)上式中:R 为生成圆弧的曲率半径;W 为基础圆直径。