Радиопрозрачный обтекатель бортовой антенной системы летательного аппарата
RADIOTRANSPARENT RADOME OF AIRCRAFT ONBOARD ANTENNA SYSTEM

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструкциям радиопрозрачных обтекателей бортовых антенных систем.
Радиопрозрачный обтекатель антенн современных летательных аппаратов предназначен для защиты антенной системы от влияния климатических факторов, механических и термических воздействий, а так же для обеспечения герметичности при движении летательного аппарата на сверхзвуковых скоростях на протяжении всего срока эксплуатации.
Известны и широко применяются разнообразные конструкции радиопрозрачных обтекателей антенных систем. Так известен антенный обтекатель (патент РФ №2209494 от 27.07.2003), у которого радиопрозрачная оболочка состоит из радиопрозрачного внутреннего силового слоя из кварцевой керамики, пропитанного введенным в поры полимером, и внешнего прочностного слоя, на который, с целью повышения влагостойкости наносится покрытие из фторопластовой или кремнийкерамической эмали.
К недостаткам известной конструкции относится то, что в результате воздействия на влагозащитное покрытие твердыми частицами (пыль, град и др.) оно легко разрушается, что приводит к потере герметичности обтекателя и, как следствие, к потере радиотехнических характеристик антенной системы.
Наиболее близким техническим решением является антенный обтекатель (патент РФ №2256262 от 10.07.2005), содержащий радиопрозрачную оболочку из пористой кварцевой керамики, состоящую из внутреннего радиопрозрачного силового элемента из пористой кварцевой керамики с введенным в поры полимером и внешнего теплозащитного элемента из пористой кварцевой керамики и соединенную слоем герметика со шпангоутом корпуса.
К недостаткам конструкции следует отнести то, что в процессе изготовления керамической оболочки проводят ее пропитку и полимеризацию. При этом происходит изменение диэлектрической проницаемости пропитанного материала и, как следствие, изменение радиотехнических характеристик оболочки. Кроме того, колебания структурных факторов на толщине и высоте оболочки не обеспечивают заданной глубины пропитки. Технологическая сложность процесса пропитки приводит к выходу практически готовых обтекателей в брак и не дает 100% надежность по обеспечению аэродинамических, радиотехнических характеристик и герметичности.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание упрощенной конструкции радиопрозрачного обтекателя, предназначенного для защиты антенны от влияния климатических факторов, механических и термических воздействий в жестких условиях эксплуатации, например, при сверхзвуковых скоростях полета летательных аппаратов, с одновременным улучшением весовых характеристик оболочки, и улучшение аэродинамических и радиотехнических характеристик обтекателя.
Эта задача решается благодаря тому, что согласно заявленному техническому решению внешний силовой слой оболочки радиопрозрачного обтекателя эквидистантен поверхности летательного аппарата и выполнен из микросферостеклотекстолита на основе кремнийорганического связующего, микросфер и кварцевой ткани, а внутренний герметизирующий слой представляет собой пресс-композицию на основе пластмасс из ароматического полиамида. При этом слои между собой склеены по всей поверхности высокотемпературным клеем.
2
Выполнение радиопрозрачного обтекателя по предложенному решению позволяет улучшить его аэродинамические характеристики, осуществить защиту антенной системы сверхзвуковых летательных аппаратов от воздействия внешних воздействующих факторов - в первую очередь, механических и климатических и позволяет обеспечить абсолютную герметичность конструкции при внешних давлениях до 490 кПа (5 кгс/см), значительно упростить конструкцию обтекателя и технологический процесс его изготовления.
Указанный технический результат достигнут за счет того, что в предлагаемой конструкции радиопрозрачного обтекателя внешний силовой слой оболочки радиопрозрачного обтекателя эквидистантен поверхности летательного аппарата и выполнен из микросферостеклотекстолита на основе кремнийорганического связующего, микросфер и кварцевой ткани. По совокупности требований к материалам для изготовления радиопрозрачных обтекателей, микросферостеклотекстолиты наиболее приемлемы, так как имеют в 1,5-2 раза меньшую, по сравнению с керамическими материалами, плотность и диэлектрическую проницаемость, в сочетании с высокой механической прочностью.
3
Так, например, для микросферостеклотекстолита, типа МСТ-5К, изготовленного из кремнийорганического связующего К-9ДФ, микросфер марки МС-ВП-А9 и кварцевой ткани ТС-8/3-К-ТО с использованием полиарилсульфоновой пленки, плотность составляет 0,88-0,90 г/см, диэлектрическая проницаемость - 2,382, прочность при изгибе по основе - 73 МПа, по утку - 67 МПа.
Внутренний слой оболочки радиопрозрачного обтекателя выполнен из пресс-композиции на основе пластмасс из ароматического полиамида. Так, например, фенилон обладает высокими радиотехническими характеристиками в широком интервале температур, при этом имеет малую ползучесть, небольшие остаточные деформации при циклических нагружениях, а так же обладает высокой стойкостью к длительному тепловому (220-250°C) и атмосферному старению и низким водопоглощением (0,2-0,3% за 24 часа) для обеспечения герметичности.
Соединение двух слоев происходит путем склеивания высокотемпературным клеем, например, типа К-300.
Конструкция радиопрозрачного обтекателя является высокопрочной и герметичной без дополнительной пропитки и полимеризации, что значительно упрощает технологический процесс его изготовления.
Конструкция радиопрозрачного обтекателя представлена на чертеже.
1. Радиопрозрачная оболочка;
2. Внешний силовой слой;
3. Внутренний герметизирующий слой;
4. Винты;
5. Металлический шпангоут;
6. Резиновая прокладка.
Конструкция радиопрозрачного обтекателя состоит из радиопрозрачной оболочки (1), содержащей два слоя: внешний силовой слой (2), изготовленный из микросферостеклотекстолита и внутренний герметизирующий слой (3) из пресс-композиции на основе пластмасс из ароматического полиамида. Слои соединены путем склеивания высокотемпературным клеем. Радиопрозрачный обтекатель крепится винтами (4) к металлическому шпангоуту (5). Для предотвращения нарушения герметичности через стыки обтекателя и шпангоута установлена резиновая прокладка (6).
Выполнение радиопрозрачного обтекателя бортовых антенных систем в соответствии с предлагаемым техническим решением позволило создать конструкцию высокогерметичного обтекателя для летательных аппаратов, эксплуатируемых в интервале от - 60°C до 400°C с сохранением радиотехнических, прочностных, аэродинамических характеристик обтекателя, одновременно значительно упростив технологический процесс его изготовления, что влечет за собой снижение трудоемкости и себестоимости.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями опытных образцов радиопрозрачных обтекателей бортовых антенных систем, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.