АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ
ANTENNA DOME

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики.
Известен головной антенный обтекатель ракеты (Патент РФ №2209494, Н01Q 1/42 от 27.07.03), у которого радиопрозрачная оболочка состоит из радиопрозрачного внутреннего силового элемента из пористой кварцевой керамики с введенным в поры полимером и внешнего теплозащитного элемента из пористой кварцевой керамики, причем толщина радиопрозрачного внутреннего силового элемента составляет 0,05-0,10 от общей толщины стенки радиопрозрачной оболочки или равномерно увеличивается от носка к основанию до величины, соответствующей 0,1-0,9 от общей толщины стенки, а толщина внешнего теплозащитного элемента меняется в обратной зависимости с сохранением общей электрической толщины стенки радиопрозрачной оболочки, при этом на наружную поверхность внешнего теплозащитного элемента нанесено влагозащитное покрытие. Преимуществом такой конструкции является то, что в ней предусмотрены упрочнение и герметизация пористой керамической оболочки, что повысило несущую способность обтекателя из кварцевой керамики и обеспечило его влагоустойчивость.
К недостаткам известной конструкции относится то, что данная конструкция обтекателя нашла свое применение для ракет класса «земля-воздух», не подвергающихся длительному климатическому воздействию. Это вызвано тем, что в результате воздействия на влагозащитное покрытие наружной поверхности обтекателя твердых предметов и частиц (пыль, град и т.д.) оно легко разрушается, что приводит к потере влагозащиты обтекателя и, как следствие, к потере радиотехнических характеристик (РТХ).
Наиболее близким техническим решением является антенный обтекатель ракеты (Патент РФ №2256262, Н01Q 1/42 от 10.07.05), содержащий радиопрозрачную оболочку из пористой кварцевой керамики, состоящую из теплозащитного элемента из пористой кварцевой керамики, внутреннего силового элемента и наружного герметизирующего слоя, выполненных из пористой кварцевой керамики с введенным в поры полимером (олигомер МФСС-8) толщиной 1-2 мм, соединенную слоем герметика со шпангоутом из инвара.
К недостаткам известной конструкции следует отнести то, что в процессе изготовления керамической оболочки сначала проводят ее механическую обработку до заданной толщины стенки и профиля в зависимости от диэлектрической проницаемости материала в оболочке, а затем пропитку на глубину 1-2 мм олигомером МФСС-8 и полимеризацию внутренней и наружной поверхностей оболочки. При этом происходит изменение диэлектрической проницаемости пропитанного материала и, как следствие, изменение РТХ оболочки. Колебания структурных факторов по толщине и высоте оболочки, а также от оболочки к оболочке не обеспечивают получение заданной глубины пропитки. Все это приводит к необходимости механически дорабатывать пропитанные оболочки и их повторно пропитывать, что существенно усложняет технологический процесс, при этом нередки случаи выхода практически готовых оболочек в брак по РТХ.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики.
Поставленная задача достигается тем, что предложен антенный обтекатель, содержащий радиопрозрачную оболочку из пористой керамики с введенным в поры полимером, соединенную слоем герметика со шпангоутом, отличающийся тем, что радиопрозрачная керамическая оболочка содержит введенный в поры по всему объему полимер.
Авторы установили, что выполнение пористой керамической оболочки с введенным в поры по всему объему полимером существенно упрощает конструкцию и технологию изготовления антенного обтекателя из пористой керамики. Это происходит за счет того, что оболочки, полностью пропитанные полимером, имеют гораздо лучшее распределение свойств материал по толщине и высоте, чем оболочки, пропитанные слоями. При этом отпадает необходимость обеспечения толщины пропитанных слоев, как в аналоге, что существенно упрощает технологию.
Экспериментально установлено, что полностью пропитанный полимером пористый материал по всему объему оболочки имеет водопоглощение < 0,1%, прочность при статическом изгибе не менее 60 МПа и способен эксплуатироваться длительное время при температурах от -60 до 400°С, кратковременно при температурах выше 1200°С без деградации своих свойств.
Установлено, что полностью пропитанный полимером пористый материал оболочки может подвергаться механической обработке без изменения своих свойств, в то время как у пропитанной слоями пористой керамики зачастую при механической обработке существенно увеличивается водопоглощение, что вызвано неконтролируемой глубиной пропитки, представленной в аналоге.
Технология изготовления антенных обтекателей по предложенному техническому решению включает следующие операции:
- изготовление керамической пористой заготовки методами керамического производства;
- механическая обработка обожженной заготовки алмазным инструментом до заданной толщины стенки и профиля изделия;
- объемная пропитка оболочки полимером, например метилфенилспиросилоксаном (продукт МФСС-8), с последующей полимеризацией;
- радиодоводка оболочки путем механической обработки алмазным инструментом до заданной толщины стенки и профиля в зависимости от радиотехнических характеристик конкретной оболочки во всем диапазоне рабочих частот;
- склейка оболочки со шпангоутом при помощи герметика.
Выполнение антенного обтекателя по предложенному решению позволяет существенно упростить конструкцию антенного обтекателя из пористой керамики и, как следствие, упростить технологию его производства, что влечет за собой снижение трудоемкости и себестоимости.
Источники информации
1. Патент РФ №2209494, Н01Q 1/42 от 27.07.03.
2. Патент РФ №2256262, H01Q 1/42 от 10.07.05.