1 前 言
雷達(dá)天線罩是集電氣性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、氣動(dòng)外形和特殊功能要求于一體的功能結(jié)構(gòu)件,其主要作用是保護(hù)天線系統(tǒng)免受外部環(huán)境的影響,延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的各部分壽命,保護(hù)天線表面和位置的精度。雷達(dá)夭線罩是提高綜合火控系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的重要部件,而且提高雷達(dá)天線罩性能所付出的投資與提高雷達(dá)的性能相比,是事半功倍的工作。
本文研制的天線罩具有雙曲面和高性能的特點(diǎn),特別是核心區(qū)電學(xué)性能要求高,有耐環(huán)境要求,外形和表面質(zhì)量有嚴(yán)格要求,對(duì)天線罩的制造提出了一系列挑戰(zhàn)(主要是如何通過合理的鋪層設(shè)計(jì)達(dá)到高電性能的要求和實(shí)際制造過程中的可行性問題)。本文對(duì)該天線罩所用的材料體系、模具設(shè)計(jì)、下料設(shè)計(jì)、裝配工藝、成型工藝方案和制造技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究,研制了滿足要求的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)雷達(dá)天線罩。該天線罩的罩體剖面為蜂窩夾層結(jié)構(gòu),如圖1所示。
2 天線罩材料體系和制造工藝
合適的天線罩材料體系為天線罩的研制提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能,而合理的制造工藝使這種可能成為現(xiàn)實(shí)。
2.1 天線罩所用的材料體系及工藝要求
天線罩所選用的材料體系如表1所示:
本天線罩要求嚴(yán)格保證天線罩核心區(qū)域的電性能(玻璃布不得有搭接)、外表面光滑、厚度均勻、NOMEX蜂窩與內(nèi)外蒙皮膠接無脫粘。
本雷達(dá)天線罩具體的工藝流程如圖2所示,其中模具的設(shè)計(jì)制造、內(nèi)外蒙皮的下料和外蒙皮的裝配是關(guān)鍵工.
2.3 模具技術(shù)
模具技術(shù)是復(fù)合材料制造技術(shù)的重要內(nèi)容,是保證復(fù)合材料質(zhì)量的重要前提。復(fù)合材料成型模具主要有凹模和凸模等結(jié)構(gòu)形式,其特點(diǎn)如表2所示。實(shí)際操作中具體選用哪種形式,主要決定于制品的外形、尺寸公差、表面質(zhì)量和其他特殊的要求等。
本天線罩結(jié)構(gòu)為蜂窩夾層結(jié)構(gòu),且在核心區(qū)有金屬網(wǎng),金屬網(wǎng)位置要求非常嚴(yán)格。為了保證金屬網(wǎng)的定位,內(nèi)蒙皮成型模具選用凸模。另外由于天線罩要求外蒙皮表面光滑,外蒙皮也需單獨(dú)成形,所以另外制造一外蒙皮模具??紤]到零件的脫模比較困難,為此專門設(shè)計(jì)了脫模裝置。
需要指出的是,由于內(nèi)外蒙皮分別成形,就涉及到外蒙皮的裝配問題,這個(gè)問題在后面專門討論。
2.4 內(nèi)外蒙皮下料形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)
天線罩核心區(qū)對(duì)電性能有嚴(yán)格要求,其它區(qū)域?qū)﹄娦阅芤灿休^嚴(yán)格要求。核心區(qū)和其它區(qū)域?qū)﹄娦阅艿囊筠D(zhuǎn)化到實(shí)際的制造過程中就是對(duì)下料形式和鋪疊的嚴(yán)格要求。根據(jù)上述要求我們對(duì)下料形式提出如下要求:
(1)核心區(qū)的玻璃布必須為一整塊,不得有搭接行為。
(2)其它區(qū)域的搭接縫寬度盡量小。
(3)為了保證強(qiáng)度,蒙皮鋪層的搭接縫盡量避開。