Антенный обтекатель


 


Владельцы патента RU 2474932:

Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических антенных обтекателей и снижение времени механической обработки керамических оболочек на станках. Антенный обтекатель содержит радиопрозрачную керамическую оболочку, причем керамическая оболочка имеет толщину стенки на 0,01-0,03 мм меньше расчетной диэлектрической толщины, а на ее внутренней поверхности содержится полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с наполнителем из материала оболочки в количестве от 40 до 80% толщиной от 0,01 до 0,50 мм. Покрытие может быть выполнено как по всей внутренней поверхности оболочки, так и локально. Выполнение антенного обтекателя по предложенному решению позволяет существенно улучшить радиотехнические характеристики антенного обтекателя с радиопрозрачной керамической оболочкой, при этом технологическое время обработки оболочки на токарных станках существенно сокращается.

 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из 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 0,05-0,1 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 предусмотрено упрочнение и герметизация пористой керамической оболочки, что повысило несущую способность обтекателя из кварцевой керамики, обеспечило его влагоустойчивость.

К недостаткам известной конструкции относится недостаточный уровень радиотехнических характеристик обтекателя, вызванный в первую очередь тем, что введенный в поры полимер увеличивает диэлектрическую проницаемость кварцевой керамики примерно на 10%, а толщина пропитанного слоя значительна и переменна, что существенно усложняет радиодоводку обтекателей после пропитки. Ко второй причине следует отнести отсутствие ограничений по наружному влагозащитному покрытию в части его толщины, что также приводит к снижению радиотехнических характеристик (РТХ) обтекателя.

Наиболее близким техническим решением является антенный обтекатель ракеты (Патент РФ №2267837, H01Q 1/42 от 10.01.06), содержащий радиопрозрачную оболочку из пористой кварцевой керамики, на внутренней стороне которой содержится слой керамики с введенным в поры полимером толщиной 0,02-0,05 общей толщины стенки оболочки, а на наружной поверхности влагозащитное покрытие толщиной 50-80 мкм, нанесенное на предварительно блокированную ацетоном пористую оболочку, при этом на поверхности оболочки выполнены кольцевые трапециевидные проточки глубиной 0,003-0,010 рабочей длины волны антенны. Такое профилирование стенки оболочки трапециевидными проточками глубиной 0,003-0,010 длины волны излучения антенны позволяет существенно улучшить радиотехнические характеристики (РТХ) обтекателя. Использование профилирования стенки оболочки трапециевидными проточками нашло широкое применение при радиодоводке обтекателей, выполненных как из пористой, так и беспористой керамики.

К недостаткам известной конструкции следует отнести то, что выполнение проточек глубиной 0,003-0,010 длины волны стенки требует большой точности. Нередки случаи, когда в процессе доводки обтекателя кольцевыми трапециевидными проточками изделие выходило в брак из-за превышения заданных размеров проточек. Кроме того, наличие проточек, выполненных как правило в виде канавок с острыми углами, на поверхности керамических обтекателей снижает их конструкционную прочность. Также к недостаткам указанной конструкции следует отнести, что при выполнении операции радиодоводки при помощи проточек приходится несколько раз снимать и устанавливать оболочку со станка на станок. При этом существенно теряется точность радиодоводки и увеличивается технологическое время работы токарных станков, что приводит к росту парка дорогостоящего технологического оборудования.

Задачей настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических антенных обтекателей и снижение времени механической обработки керамических оболочек на станках.

Поставленная задача достигается тем, что предложен антенный обтекатель, содержащий радиопрозрачную керамическую оболочку, отличающийся тем, что керамическая оболочка имеет толщину стенки на 0,01-0,03 мм меньше расчетной диэлектрической толщины, а на ее внутренней поверхности содержится полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с наполнителем из материала оболочки в количестве от 40 до 80% толщиной от 0,01 до 0,50 мм, при этом покрытие может быть выполнено как по всей внутренней поверхности оболочки,так и локально.

Авторы установили, что выполнение керамической оболочки толщиной на 0,01-0,03 мм меньше расчетной диэлектрической толщины стенки, с нанесенным на ее внутренней поверхности полимерного покрытия из метилфенилспиросилоксана (продукт МФСС-8) с наполнителем из материала оболочки, позволяет существенно повысить уровень РТХ обтекателя. Это происходит за счет регулирования электрической толщины стенки обтекателя и, как следствие, компенсации его угловых ошибок. При этом за счет увеличения электрической толщины стенки обтекателя становится возможным использование обтекателей, вышедших в брак на операции механической. Кроме того, для выполнения данной операции не требуется использование токарных станков.

Экспериментально было установлено, что использование в качестве наполнителя покрытия материала керамической оболочки позволяет качественно регулировать электрическую толщину стенки обтекателя, выбор наполнителя в количества 40-80% обеспечивает качественное сцепление покрытия с материалом оболочки.

В результате проведенных испытаний установлено, что покрытия из метилфенилспиросилоксана с наполнителем из материала оболочки, нанесенные на внутреннюю поверхность керамической оболочки, выдерживают температуры до 1250°С в течение 5 минут, что обеспечивает высокую надежность данной конструкции антенного обтекателя.

Установлено, что толщина покрытия является величиной переменной и подбирается для каждого конкретного обтекателя с учетом обеспечения его радиотехнических характеристик во всем диапазоне рабочих частот, при этом толщина слоя покрытия может колебаться в интервале от 0,01 до 0,50 мм, а покрытие может быть нанесено как на всю поверхность, так и локально.

Технология изготовления антенных обтекателей по предложенному техническому решению включает следующие операции:

- изготовление керамической заготовки методами керамического производства;

- механическая обработка заготовки алмазным инструментом до заданной толщины стенки в зависимости от величины диэлектрической проницаемости материала в оболочке минус 0,01-0,03 мм;

- нанесение на внутреннюю поверхность обтекателя покрытия из метилфенилспиросилоксана с наполнителем из материала оболочки в количестве от 40 до 60%. Толщина и место нанесения покрытия выбирается в зависимости от радиотехнических характеристик обтекателя во всем диапазоне рабочих частот;

- склейка оболочки со шпангоутом при помощи герметика.

Выполнение антенного обтекателя по предложенному решению позволяет существенно улучшить радиотехнические характеристики антенного обтекателя с радиопрозрачной керамической оболочкой, при этом технологическое время обработки оболочки на токарных станках существенно сокращается.

Источники информации

1. Патент РФ №2209494, Н01Q 1/42 от 27.07.03.

2. Патент РФ №2267837, H01Q 1/42 от 10.01.06.

Антенный обтекатель, содержащий радиопрозрачную керамическую оболочку, отличающийся тем, что керамическая оболочка имеет толщину стенки на 0,01-0,03 мм меньше расчетной диэлектрической толщины, а на ее внутренней поверхности содержится полимерное покрытие из метилфенилспиросилоксана с наполнителем из материала оболочки в количестве от 40 до 80% толщиной от 0,01 до 0,50 мм, при этом покрытие может быть выполнено как по всей внутренней поверхности оболочки, так и локально.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики.

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении головных радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель» для работы в совмещенных диапазонах. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для испытаний и измерений радиотехнических характеристик (РТХ) антенных обтекателей. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к антенным обтекателям скоростных ракет различных классов. .

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к широкополосным антенным системам «антенна-обтекатель». .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях систем антенна-обтекатель. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих нагрузок: тепловой - при менее значительной силовой и силовой - при менее значительной тепловой, а также при любом соотношении нагрузок на промежуточных траекториях. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку и металлический стыковой шпангоут, соединенные между собой термостойким клеем. Изгибная жесткость внутренней полки шпангоута составляет 85-95% от изгибной жесткости оболочки в поперечном сечении, проходящем через переднюю кромку шпангоута. Длину клеевого соединения определяют при максимальном силовом воздействии, а радиальный зазор между оболочкой и шпангоутом равен максимальному радиальному расширению шпангоута от теплового воздействия на обтекатель. Торцевой зазор между оболочкой и шпангоутом принимается пропорционально радиальному зазору, с коэффициентом пропорциональности, равным соотношению между длиной клеевого соединения и наружным диаметром шпангоута, с учетом модуля нормальной упругости клея. 2 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором. Обтекатель выполнен обтекаемой сигарообразной формы с жесткой металлической панелью в верхней части по всей длине, являющейся основанием для установки наружных антенн и имеющей люки, закрываемые крышками. На верхней поверхности радиопрозрачной передней части установлена металлизирующая накладка. Обтекатель установлен на пилоне над фонарем кабины летчиков, приподнят над поверхностью фюзеляжа, выдвинут вперед относительно выступа упомянутого фонаря, имеет вырез внизу по контуру пилона и закреплен легкосъемными замками на силовом поясе с ответным силовым поясом пилона, стационарно установленного на фюзеляже, в силовую схему которого включены балки для крепления поворотной антенны. Изобретение направлено на увеличение зоны обзора. 9 ил.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при силовых и тепловых воздействиях на обтекатель. Антенный обтекатель включает (соединенный эластичным клеем на кремнеорганической основе) керамический колпак с выполненной на внутренней поверхности выборкой, металлические шпангоут и соединительный переходник, металлическое разрезное кольцо, соединенные между собой крепежными элементами и эластичным клеем на кремнеорганической основе к сопрягаемым поверхностям. К торцу керамического колпака пристыковано опорное металлическое кольцо, а на внутренней поверхности керамического колпака выполнена выборка, в которой по сопрягаемым поверхностям установлено разрезное металлическое кольцо длиной, соизмеримой с длиной шпангоута, и снабженное буртиком, размещенным в ответном пазу опорного кольца. Опорное кольцо связано с металлическим шпангоутом фиксаторами в виде радиально ориентированных штифтов, а с соединительным переходником скреплено неподвижно винтами по окружной соприкасаемой поверхности и по торцевым соприкасаемым поверхностям дополнительно связано посредством соответствующих друг другу скосов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличается тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную телескопическую аэродинамическую иглу. Иллюминаторы выполнены с различным диапазоном пропускания. Боковая обечайка выполнена биконической, оживальной, параболической, в виде сплайна или их комбинаций. В боковой обечайке выполнена призматическая, цилиндрическая, оптически- и радиопрозрачная вставка. Передняя панель и часть боковой обечайки выполнены поворотными и отделены от неподвижной части герметичной мембраной и в плоскости их разделения установлен подшипник. На внутренней стороне боковой обечайки и передней панели установлена теплоизоляция, на внутренней стороне иллюминаторов установлены сдвигающиеся теплоизолирующие накладки. Изобретение позволяет повысить точность наведения ГО ЛА. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов. Антенное устройство, состоящее из антенны и привода над корпусом рубки и блока управления приводом, имеющим выход, соединенный с входом привода, жестко связанного с антенной, отличающееся тем, что вводится радиопрозрачный глубоководный защитный кожух с антенной и приводом, внутри жестко связанный с корпусом рубки, имеющим жесткую связь с приводом, вход которого соединен с выходом блока управления приводом через отверстие в корпусе рубки. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к обтекателям гидроакустических станций. Технический результат - создание обтекателя антенн гидроакустических станций из композиционных материалов, обладающего повышенной прочностью и эксплуатационной надежностью с улучшенными акустическими свойствами. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции состоит из наружного, внутреннего слоев и размещенного между ними среднего слоя, выполненных из полимерных композиционных материалов, и отличается тем, что средний слой обтекателя армирован полиарамидными волокнами, а наружный и внутренний слои армированы водостойкими волокнами, при этом суммарная толщина наружного и внутреннего слоев составляет не более 0,25 толщины среднего слоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель». Технический результат - повышение коэффициента прохождения электромагнитной волны и снижение пеленгационных ошибок в системе «антенна-обтекатель» в широкой полосе частот. Для этого широкополосная система «антенна-обтекатель» содержит пеленгующую линейно-поляризованную антенну, механизм поворота антенны на цель и обтекатель в виде колпака с выпуклой формой образующей и однослойной стенкой, снабженный узлом жесткого крепления к летательному аппарату, при этом плоскость поляризации антенны совпадает с плоскостью пеленгации, а в радиопрозрачной зоне либо образующая внешней поверхности колпака выполнена в виде логарифмической спирали, полюс которой совпадает с центром вращения антенны, а внутренняя образующая колпака выбрана конгруентной внешней либо внешняя и внутренняя образующие колпака выполнены неконгруентными, в виде логарифмических спиралей с полюсами, совпадающими с центром вращения антенны. 35 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным системам. Технический результат - упрощение конструкции антенной системы и ослабление климатико-механических требований к составным частям антенной системы. Антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха содержит зеркало, малошумящий усилитель с преобразователем частоты и устройство наведения на объект излучений, при этом в ее состав введен защитный радиопрозрачный кожух, соответствующий конфигурации для зеркала антенны и установленный на вращающейся по кругу платформе, при этом половина или часть кожуха металлизирована и представляет собой зеркало антенны, а малошумящий усилитель с преобразователем частоты установлен на кронштейне, обеспечивающем его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскости, для ослабления ветровых нагрузок защитный кожух укрепляется растяжками, а также дополнительно введен компрессор с регулируемым температурным режимом для поддержания внутри кожуха соответствующего температурного режима. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН). Технический результат - снижение теплового воздействия на АУ ГСН и наружную керамическую оболочку антенного обтекателя в условиях нестационарного высокотемпературного воздействия. Для этого антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенный во внутренней полости соосно с ними куполообразный радиопрозрачный теплозащитный экран, соединенный с оболочкой термостойким адгезивом по всей поверхности прилегания к оболочке. Экран изготовлен из термостойкого стеклопластика на основе кремнийорганического, полиимидного или фенолформальдегидного связующих и кварцевых стеклотканей сатинного и объемного плетения. На наружную и внутреннюю поверхности экрана нанесено теплостойкое покрытие кремнийорганической или фторопластовой эмалью. Во внутренней полости экрана установлено металлическое кольцо, соединенное с экраном термостойким адгезивом, а со шпангоутом - через экран крепежными элементами, выполненными в виде шпилек или винтов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх