1、文档下载 免费文档下载http:/ 年第 1 期玻璃钢/复合材料 51 大尺寸高性能雷达天线罩的研制 舒卫国,杨博 (北京航空制造工程研究所,北京 100024) 摘要:本文主要介绍了大尺寸高性能雷达天线罩选用的材料体系,成型工艺和制造技术.研制的天线罩较好地通过了力 学,电学性能测试和无损检测. 关键词:雷达天线罩;复合材料;蜂窝夹层结构;力学性能测试 中图分类号:TN820.8l 文献标识码:A 文章编号:10030999(2o06)O1005103 1l 一一 1 日 lJ 吾 雷达天线罩是集电气性能,结构强度,刚度,气 动外形和特殊功能要求于一体的功能结构件,其主 要作用是改善飞行器的
2、气动外形,保护天线系统免 受外部环境的影响,延长整个系统的各部分寿命,保 护天线表面和位置的精度.雷达天线罩是提高 综合火控系统作战能力的重要部件.所与提高雷达 的性能相比,提高雷达天线罩性能能取得事半功倍 的效果-2J.本文为某大型高精度雷达天线系统研 制配套的天线罩.此天线罩具有大尺寸,大长径比 文档下载 免费文档下载http:/ 和高性能的特点,对电学性能和力学性能要求高,有 艺方案和制造技术进行了系统的研究.研制了满足 要求的复合材料天线罩. 2 天线罩材料体系和制造工艺 合适的天线罩材料体系为天线罩的研制提供了 物质基础和可能.而合理的制造工艺使这种可能成 为现实.该天线罩的罩体剖面
3、为蜂窝夹层结构.如 图 1 所示. . /表面涂层 NOMEX 一 面皮 耐环境要求,气动外形有严格要求.这对天线罩的制图 1 天线罩罩体结构 内蒙皮 造提出了一系列挑战.如在大尺寸的前提下保证平 Fig.1Radomestructure 面度.高精度尺寸要求和合理的制造工艺等.本文 2.1 材料体系及工艺要求 对该天线罩所用的材料体系,模具设计,成型工所选http:/ 用的材料体系如表 1 所示. 袁 1 天线罩的材料体系 Tab.1Materialsystemofantennaradome 天线罩要求平面度高,内外蒙皮表面光滑,厚度 均匀,NOMEX 蜂窝与内外蒙皮胶接无脱粘,并通过 超声
4、无损检测. 2.2 成型工艺流程 天线罩常用的成型方法有手工成型,烘箱成型 和热压罐成型.为了满足天线罩的高精度,严格的 外形尺寸和力学性能的要求,选用热压罐成型工艺, 工艺流程如图 2 所示. 文档下载 免费文档下载http:/ _1HHIl 芯的铺放 ll 预粘 ll 外蒙皮装配 I 巫匝钵 I 图 2 成型工艺流程 Fi 昏 2Processflowchart 收稿口期:2005-05-07 作者简介:舒卫国(1964),男,高级 T 程师,主要从事树脂基复合材料功能结构件研究. FRP/CM2O06.No.1 52 大尺寸高性能雷达天线罩的研制 2006 年 1 月 2.3 模具 复合
5、材料成型模具主要有凹模和凸模,而具体 选用何种形式,主要取决于制品的结构,外形,尺寸 公差及表面质量要求等.由于本天线罩纬向尺寸很 小,而且外表面要求光滑,如果选用凹模成型,玻璃 布的铺叠操作很难进行(因为纬向尺寸小),表面质 量难以保证.内蒙皮选用金属凸模成型,表面质量 可得到保证,而且容易铺叠操作.由于内蒙皮采用 了凸模成型,而天线罩要求外表面光滑,尺寸精确, 所以在内蒙皮模具的基础上制造了外蒙皮复合材料 模具,其厚度为天线罩的厚度.由于外蒙皮模具是 复合材料模具,不仅保证了外蒙皮的尺寸和精度,而 且降低了模具制造的成本. 2.4 蜂窝夹芯与蒙皮的胶接工艺 NOMEX 蜂窝夹芯与蒙皮的胶接
6、,常采用二次 成型和三次成型.二次成型是先将外蒙皮(或内蒙 皮)在模具上裱糊成型后进行第一次固化,然后与 蜂窝芯胶 http:/ 接,并在蜂窝芯子上裱糊内蒙皮(或外蒙 皮),再进行第二次固化.三次成型是将外蒙皮在 模具上裱糊后固化,然后将蜂窝芯子胶接在外蒙皮 上进行第二次固化,最后在蜂窝芯子上裱糊内蒙皮, 文档下载 免费文档下载http:/ 并进行第三次固化.实践证明,三次成型的质量优 于二次成型的,但生产周期长,成本高 J.无论是 二次成型还是三次成型都不能同时保证内外蒙皮表 面都光滑.本文采用两个模具,内外蒙皮可以分别 铺叠固化,有效地保证了其表面质量和厚度,而且不 增加制造成本.在内蒙皮
7、上铺放胶膜和 NOMEX 蜂 窝进行预粘,再铺放胶膜,装配外蒙皮,最终固化. 采用这样的胶接工艺,有利于固化时低分子挥发份 的排除,夹层内的成型质量也容易检查,缺陷可及时 排除,保证了内外蒙皮和蜂窝的胶接质量. 2.5 固化工艺 对复合材料固化工艺而言,温度,时间和压力是 3 个息息相关不可分割的因素,而温度场的控制最 为重要.由于本天线罩具有大尺寸,高性能的特点, 只有严格的控制好温度场,才能保证热压罐成型过 程中天线罩受热均匀,进而保证其力学性能,气动外 形和平面度等.固化中充分考虑迎风和避风的情 况,采用多根热电偶控制温度场,合理布置热电偶的 位置,保证高低温差控制在较小的范围.加压时机
8、 的选择直接影响制件的成型质量.加压过早使树脂 F 瑚 CM2006.N0.1 流失过多,出现贫胶,形成分层,不能保证其厚度;加 压过晚,树脂已进入凝胶玻璃态,使气体无法排出, 孔隙多,结构疏松,力学性能低.加压时机取决于树 脂基体的类型与铺层厚度,因此要根据改性环氧树 脂的特性和蒙皮的厚度,确定加压时机和大小. 3 结果与讨论 对所成型的天线罩进行了一系列的测试,主要 包括基本力学性能,罩体平面度,整体天线罩的无损 文档下载 免费文档下载http:/ 检测,防护层电阻,表面质量和电性能测试等.基本 力学性能见 http:/ 表 2. 表 2 蜂窝夹层结构和层压板力学性能 Tab.2Mecha
9、nicalperformanceofhoneycombsandwichstructure 测试项目性能值 殚蘅哭层笫伺半但强度/MPa 层压板弯曲强度/MPa 层压板弯曲模量/GPa 9o 0o .层压板层剪强度/M 层压板拉伸强度/MPa 拉伸樟量/GPa 天线罩外形与检测平台贴合良好,罩体无变形, 轻压状态下贴合面间隙小于 2mm,符合要求.内外 表面光滑平整,美观.罩体经超声无损检测,实心边 条区无分层,罩体蜂窝区无脱粘情况.防护层的表 面电阻值和电性能满足设计要求. 4 结语 本文选用高强玻璃布/中温改性环氧,胶膜, NOMEX 蜂窝夹芯和表面涂层体系,采用凸模在热 压罐中固化成型和合
10、理的胶接及固化工艺,研制出 完全满足设计要求的大尺寸,高性能的雷达 天线罩. 参考文献 1轩立新,李勇,高树理.机载雷达罩技术发展展望A.第卜三届 伞国复合材料学术会议论义集C,2004. 2赵渠森.先进复合材料手册M北京:机械工业出版社,2003. 3伍必兴.聚合物基复合材料及成型工艺z.北京航空航天大学 文档下载 免费文档下载http:/ 一 零四教研室. (下转第 44 页) OOl346OOl 弘强孔强 新型玻璃钢锚杆成型工艺研究 2006 年 1 月 管锚尾玻璃钢锚杆的特殊结构决定的.这一结构是 依靠间歇式拉挤锚尾后固化成型工艺实现的.在金 属套管锚尾与玻璃钢杆体未发生相对滑动之前,
11、锚 杆的抗拉拔力可以一直保持上升状态,直至达到峰 值抗拉拔力.一旦外部载荷超过该峰值,金属套管 锚尾与玻璃钢杆体之间就会发生相对滑动,同时使 它们之间的固结强度遭到一定程度的损失.但由于 http:/ 金属套管锚尾与玻璃钢杆体之问的连接较好,锚杆 的抗拉拔力下降后还可使其强度保持在一个较高的 水平.锚杆的抗拉试验结果表明,玻璃钢锚杆的 抗拉强度大于 80kN,并有一定的延伸量,完全可满 足煤帮锚杆的要求(煤帮锚杆抗拉强度一般要求为 大于 50kN) 3.2 锚杆拉伸实验研究 衡量锚杆力学性能好坏最重要指标是锚杆的抗 拉伸能力.实验试件为本工艺制成的圆截面直杆, 长度为 300mm,其中两端各
12、lOOmm 为夹具所夹持, 中间 lOOmm 为工作区,试件直径为 16mm.试验在 万能试验机上进行,所得数据如表 1 所示. 通过对实验结果的分析得到,杆体直径为 16mm,即使是在试验发生意外的情况下(内锥套和 试件脱离),最小拉力仍能达到 68.0kN,破断拉力达 到 338.82MPa,达到杆体直径 16mm,破断力达到 40 文档下载 免费文档下载http:/ 60kN 的要求. 表 1 锚杆拉伸实验数据结果 4 结语 间歇式拉挤锚尾后固化成型工艺很好地满足了 玻璃钢结构及性能要求,与其它成型工艺相比还具 有工艺简单,经济效益好等优点,实验结果表明,采 用此成型工艺生产的玻璃钢锚杆
13、各项性能指标均达 到或超过国家标准. 参考文献 1MANianjie.Thenewstructureoffibreglassreinforcedplasticsbolt J.JournalofCoalScienceEngineering(China).2003,(7). 2杨振茂.马念杰等.玻璃钢锚杆试验研究J.煤炭科学技术, 2002.(2). MOULDINGTECHNOLOGYOFFItPBOLTWITHNEWSTRUCTURE MANian-jie,LIYing-ming,JIEAizhen (ChinaUniversityofMininghttp:/ Abstract:Theauth
14、orputsforwardthemouldingtechnologyofFRPboltwithanewstructurecalledbatchp trusionandpostcureprocessofitsendbasedontheanalysisofcharacteristicsandmouldingtechnologyof bolt.Theexperimentisdoneontheboltbythemouldingtechnology.Itturnsoutallkindsofperformancere 文档下载 免费文档下载http:/ Keywords:FRP;bolt;moulding
15、technology;boltendpostcure (上接第 52 页) RESEARCHOFLARGESIZEANDHIGHPERFoRMANCEANTENNARADOME SHUWeiguo,YANGBo (BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute,Beijing100024,china) Abstract:Theselectionofmaterialsystemandmanufacturetechniqueoflargesizeandhighperformance tennaradomeareintroducedinthisarticle.Theradomemadeoftheselectedmaterialsystemsuccessfully mechanicalandelectricaltests. Keywords:radome;composhttp:/ F】5L 壬,/CM2OO6.No.1 文档下载网是专业的免费文档搜索与下载网站，提供行业资料，考试资料，教学课件，学术论文，技术资料，研究报告，工作范文，资格考试，word 文档，文档下载 免费文档下载http:/ http:/
