Антенный обтекатель


 


Владельцы патента RU 2436204:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента черноты керамической оболочки антенного обтекателя. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, стыковочный шпангоут, соединенный с керамической оболочкой посредством слоя герметика, на наружной поверхности керамической оболочки имеется полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с добавлением оксида хрома от 35 до 85 вес.%, а толщина покрытия составляет от 50 до 200 мкм. 2 табл.

 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов.

Известен обтекатель (Патент на изобретение РФ №2132586, 1998 г.), содержащий трехслойную оболочку с наружными и внутренними слоями из композиционных материалов и промежуточным слоем из полимерного материала и энергопоглощающий слой, выполненный в виде конических слоев из перекрещивающихся спиралей сухих арамидных жгутов или нитей и слоев сухой синтетической ткани из арамидных нитей и размещенный между наружными слоями из композиционных материалов и промежуточным слоем из полимерного материала. Такое выполнение обтекателя позволяет повысить его стойкость к воздействию внешних ударных нагрузок с уровнями энергий высокой интенсивности.

К недостаткам известной конструкции относится то, что использование таких обтекателей ограничено использованием их в ракетах, имеющих скорости полета, не превышающие двух «Махов» (М), из-за недостаточной термостойкости (огнеупорности) материала, из которого выполнен обтекатель. Кроме того, обтекатели такого типа характеризуются большим изменением диэлектрических характеристик материала при эксплуатации, неоднородности материала в оболочке и плохим воспроизводством свойств от оболочки к оболочке.

Наиболее близким техническим решением является антенный обтекатель (патент на изобретение РФ №2090956, 1994 г.), содержащий керамическую оболочку, стыковочный шпангоут, соединенный с керамической оболочкой посредством слоя герметика. Выполнение антенного обтекателя из керамических материалов позволяет повысить их работоспособность вплоть до скоростей ракет, равных 7 М. Кроме того, керамические материалы, используемые для производства антенных обтекателей (такие, как кварцевая керамика, ситаллы и т.д.), характеризуются постоянством диэлектрических характеристик, однородностью материала и хорошим воспроизводством свойств от оболочки к оболочке.

К недостаткам известной конструкции относится низкий коэффициент черноты керамической оболочки, что приводит к существенному снижению излучательной способности материала и, как следствие, к уменьшению его устойчивости в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков, что является чрезвычайно важным для антенных обтекателей скоростных ракет различных классов.

Задачей настоящего изобретения является повышение коэффициента черноты керамической оболочки антенного обтекателя.

Поставленная задача достигается тем, что предложен антенный обтекатель, содержащий керамическую оболочку, стыковочный шпангоут, соединенный с керамической оболочкой посредством слоя герметика, отличающийся тем, что на наружной поверхности керамической оболочки имеется полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с добавлением оксида хрома от 35 до 85 вес.%, а толщина покрытия составляет от 50 до 200 мкм.

Авторы установили, что выполнение на наружной поверхности керамической оболочки полимерного покрытия из метилфенилспиросилоксана (продукт МФСС-8) с добавлением оксида хрома (Cr2O3) приводит к существенному многократному увеличению коэффициента черноты наружной поверхности антенного обтекателя. При этом установлено, что содержание Cr2O3 в полимере должно находиться в пределах от 35 до 85 вес.%, а толщина покрытия - от 50 до 200 мкм. Снижение содержания ниже минимального значения не обеспечивает равномерного распределения Cr2O3 по поверхности изделия, а превышение указанного интервала затрудняет сам процесс нанесения. Толщина покрытия меньше 50 мкм также не обеспечивает равномерного распределения Cr2O3 по поверхности изделия, а превышение толщины выше 200 мкм может привести к нарушению целостности покрытия.

Установлено, что нанесенное покрытие не оказывает негативного влияния на основные физико-технические характеристики керамической оболочки, как то диэлектрическая проницаемость (ε), тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ), предел прочности при статическом изгибе (σизг), водопоглощение (W).

Экспериментально установлено, что покрытие, состоящее из смеси Cr2O3 и продукта МФСС-8, имеет хорошую адгезионную способность с материалом керамической оболочки вплоть до температур эксплуатации 1250°С. Выдерживает более 50 циклов термоциклирования по режиму: нагрев до 300°С с выдержкой 1 час и резкое охлаждение до 20°С.

Реализация предложенного технического решения представлена на примере.

Из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава (материал ОТМ-357), использующейся для производства керамических оболочек антенных обтекателей, изготовили образцы: диски диаметром 50 мм и толщиной 5 мм, для определения диэлектрических характеристик; балочки 7×7×60 мм, для определения прочности при статическом изгибе. На исходных образцах определили основные физико-технические свойства. Данные представлены в таблице 1.

На полученные образцы нанесли покрытие, состоящее из смеси Cr2O3 и продукта МФСС-8, с различным содержанием компонентов. После проведения режима полимеризации на полученных образцах определили те же свойства. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1
Содержание Cr2O3 в продукте МФСС-8, вес.% Свойства
Коэф-т черноты tgδ×104 ε W, % σизг, МПа
Без покрытия 0,165 109 7,21 0,025 130
35 0,845 112 6,99 0,005 139
50 0,847 115 6,94 0,002 145
85 0,855 112 7,12 0,004 157

Другую партию образцов, покрытых смесью Cr2O3 и продукта МФСС-8, подвергли воздействию температур в интервале 500-1250°С с выдержкой при максимальной температуре 60 сек и последующем инерционном охлаждении в печи. В таблице 2 приведены полученные на образцах после термообработки свойства.

Таблица 2
Температура, °С Свойства
исходные с покрытием
tgδ×104 ε tgδ×104 ε W, %
500 105 7.05 105 7.02 0.005
600 105 7.06 121 7.08 0.001
700 102 7.14 109 7.08 0.000
800 102 7.15 111 7.12 0.003
900 104 7.09 112 7.13 0.000
1000 105 7.12 108 7.14 0.000
1100 108 7.12 114 7.11 0.002
1250 103 7.13 111 7.07 0.002

Все образцы, даже обработанные при температуре 1250°С, сохранили целостность покрытия. На качество покрытия не повлияло и термоциклирование (более 50 циклов) по режиму: нагрев до 300°С с выдержкой 1 час и резкое охлаждение до 20°С.

Таким образом, как следует из представленных в таблицах 1 и 2 данных, нанесение на керамическую оболочку антенного обтекателя покрытия, состоящего из смеси Cr2O3 и полимера метилфенилспиросилоксана, приводит к более чем четырехкратному увеличению коэффициента черноты наружной поверхности обтекателя. При этом основные физико-технические свойства материала керамической оболочки остаются на высоком уровне.

Изобретение просто в изготовлении и эксплуатации и позволяет существенно повысить коэффициент черноты керамической оболочки антенного обтекателя.

Источники информации

1. Патент на изобретение РФ №2132586, МПК 6 H01Q 1/42, 1998.

2. Патент на изобретение РФ №2090956, МПК 6 Н01Q 1/42, 1994 г.

Антенный обтекатель, содержащий керамическую оболочку, стыковочный шпангоут, соединенный с керамической оболочкой посредством слоя герметика, отличающийся тем, что на наружной поверхности керамической оболочки имеется полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с добавлением оксида хрома от 35 до 85 вес.%, а толщина покрытия составляет от 50 до 200 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным устройствам. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации и в охранных устройствах и системах диапазонов СВЧ (сверхвысоких частот) и КВЧ (крайне высоких частот).

Изобретение относится к широкополосным антеннам СВЧ-диапазона. .

Антенна // 2435256
Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной технике, преимущественно к радиопрозрачным обтекателям скоростных летательных аппаратов различных классов.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации и в охранных устройствах и системах, а также в системах приема передач спутникового телевизионного и радиовещания диапазонов СВЧ (сверхвысоких частот) и КВЧ (крайне высоких частот).
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к антенным обтекателям скоростных ракет из пористой керамики. .

Изобретение относится к двухдиапазонным печатным дипольным антеннам (ДПДА). .

Изобретение относится к гидроакустической антенной технике. .

Изобретение относится к устройствам мониторинга управления производственным процессом, в частности к полевому устройству для беспроводного взаимодействия с удаленными устройствами, приспособленными для применения в суровых условиях окружающей среды
Изобретение относится к ракетной технике, а точнее к технологии изготовления антенных обтекателей радиоуправляемых ракет из кварцевой керамики

Изобретение относится к развертываемому крупногабаритному антенному рефлектору

Изобретение относится к антенной технике, точнее к устройствам для крепления и юстировки антенн, например спутниковых антенн, более конкретно спутниковых антенн, где одним из основных требований является высокая точность их установки по вертикали

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в антеннах с управляемой поляризацией, многодиапазонных антеннах, многозеркальных антеннах с управлением диаграммой направленности в коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонах длин волн, например в двухзеркальных антеннах с поворотом плоскости поляризации

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано как в излучающих, так и приемоизлучающих антеннах гидролокаторов многолучевых эхолотов

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к антеннам с частотным сканированием, и может быть использовано в различных радиотехнических системах связи, радиолокации, радионавигации и др., базирующихся на неподвижных и подвижных объектах

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в конструкциях обтекателей антенн
Наверх