Антенный обтекатель

 

Изобретение относится к обтекателям для защиты антенн радиолокаторов. Антенный обтекатель сферической формы состоит из жестких пятиугольных и шестиугольных панелей, соединенных между собой посредством соединительных накладок и болтов. Каждая жесткая пятиугольная панель выполнено в виде усеченной пирамиды из плоской центральной пятиугольной секции и пяти трапециевидных секций. Аналогично каждая жесткая шестиугольная панель выполнена в виде усеченной пирамиды из плоской центральной шестиугольной секции и шести трапециевидных секций. Секции оболочки обтекателя и соединительные накладки выполнены трехслойными из радиопрозрачного материала, например из стеклопластика и вспененного полиуретана. Приведены примеры реализации. 5 з.п.флы, 14 ил.

сОГОз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 0 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ--К ПАТЕНТУ (21) 4830842/09 (22) 15.08.90 (46) 23.11.92. Бюл. ¹ 43 (71) Мики С.п.А. (IT) (72) Джакомо Эцио Маццер (IT) (56) Авторское свидетельство ЧССР

¹ 173071, кл. G 01 S 5/00, 1978. (54) АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к обтекателям для защиты антенн радиолокаторов. Антенный обтекатель сферической формы состоит иэ жестких пятиугольных и шестиугольных панелей, соединенных между собой посредством соединительных накладок и болтов.

Изобретение относится к обтекателям, для защиты антенн радиолокаторов.

На фиг.1 представлен предлагаемый антенный обтекатель, вид сбоку; на фиг,2— жесткая пятиугольная панель; на фиг.3— жесткая шестиугольная панель; на фиг.4— продольные соединительные накладки; на фиг.5 — угловые соединительные накладки; на фиг.б — взаимное расположение жестких панелей и их составных частей; на фиг.7— соединение элементов первого типа; на фиг.8- соединение элементов второго типа; на фиг.9 — соединение. элементов третьего типа; на фиг.10- соединение элементов четвертого типа; на фиг.11 — частичный разрез жесткой панели; на фиг;12 — разрез А-А на фиг;8; на фиг.13 — разрез Б-Б на фиг.10; на фиг.14 — крепление обтекателя на грунте.

„„, Ц „„1777653 АЗ

Каждая жесткая пятиугольная панель выполнено в виде усеченной пирамиды иэ плоской центральной пятиугольной секции и пяти трапециевидных секций. Аналогично каждая жесткая шестиугольная панель выполнена в виде усеченной пирамиды иэ плоской центральной шестиугольной секции и шести трапециевидных секций. Секции оболочки обтекателя и соединительные накладки выполнены трехслойными иэ радиопрозрачного материала, например из стеклопластика и вспененного полиуретана.

Приведены примеры реализации. 5 з.п.флы; 14 ил.

Предложенный антенный обтекатель больших размеров прозрачен для электромагнитных волн и имеет достаточную прочность, чтобы противостоять воздействиям ветра, снега, града, пыли, сейсмическим нагрузкам, температурным воздействиям.

Для уменьшения боковых лепестков диаграммы направленности антенны расположение силовых элементов обтекателя должно быть как можно менее периодическим. С другой стороны, производственные требования; наоборот, ведут к созданию как можно меньшего числа типов панелей.

Предложенная конструкция антенного обтекателя — оптимальный компромисс между этими противоположными требованиями.

Многогранная оболочка антенного обтекателя 1 (фиг.1), защищающего радиолокационную антенну R, показанную

1777653

16,500

0,185

40 штрихпунктирной линией, образована двумя основными типами жестких панелей — в форме правильного пятиугольника и в форме правильного шестиугольника. На фиг.2 видно. что жесткая пятиугольная панель 2 выполнена в виде усеченной пирамиды иэ плоской центральной пятиугольной секции

3, и пяти плоских трапециевидных секций 4, соответственно соединенных между собой.

Аналогично, жесткая шестиугольная панель

5 выполнена в виде усеченной пирамиды из плоской центральной шестиугольной секции 6 и шести плоских трапециевидных секций 7, соединенных между собой (фиг.3), Большие основания плоских трапециевидных секций 4 и 7 равны между собой. Для облегчения сборки секция 6 выполнена из двух полусекций 8 и 9, соединенных по линии, проходящей через середины двух противолежащих сторон этой секции 6, Таким образом, получена чередующаяся конструкция оболочки, в которой каждая пятиугольная панель 2 окружена шестиугольными панелями 5, э количество типов секций равно четырем (секции 3, 4, 7, 8). Для соединения всех секций между собой служат продольные соединительные накладки

10 и угловые соединительные накладки 11 (фиг.4 и 5). Накладки 11 имеют различную форму в соответствии с местом их установки и выполнены четырех типов: Y-образные накладки 12 (фиг.10), Т-образные накладки 13 (фиг.9). уголковые накладки 14 для пятиугольной панели (фиг.7) и уголковые накладки 15 для шестиугольной панели (фиг.8), Как показано на фиг.12 и 13, соединение секций производится путем использования внутренних и наружных угловых накладок 11, установленных по сторонам секций, В примере реализации соединительные накладки 10 и 11 выполнены из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном (вес 800 г/м2) и стекломатами (вес 300 гlм2).

Материал накладок выполнен на основе . смолы типа сложного эфира изофталевой кислоты. Такой материал является самозатухающим. Отверждение полосы материала осуществляется посредством пероксидного катализатора, Для получения белого цвета в массу добавляют белый пигмент — окись титана. Для предохранения материала от воз- действия окружающей. среды»а него накладывают изофтэлик — неопентиликовое гелевое покрытие. Наилучшим образом полоса материала получается прессовой штамповкой и/или в автоклаве.

Предпочтительный, но не ограничивающий способ получения полос, используемый в данном примере реализации, содержит этапы.разбрызгивания гелевого покрытия в пресс-форме, отверждение этого гелевого покрытия, наслаивания четырех слоев стек- ловолокна путем добавления полиэфирной смолы с катализаторов и пигментом, и от5 верждения в пресс-форме при температуре примерно 80 С. Затем на полосе снимаются заусенцы, она нарезается до нужных форм, а затем в них просверливаются отверстия в местах, требуемых для болтовых соедине10 ний. Отверстия, предусмотренные в соединительных накладках, обозначены позицией 23, а отверстия, предусмотренные в сочленителях, обозначены позицией 35.

Основные физические характеристики сое15 динительных накладок, полученных в соответствии с данным примером реализацией, и ри веден ы ниже.

Толщина, мм 4

Плотность, г/см 1,74

Смола. мас. Д 39-41

20 Пустоты Менее 2 Д по объему .

Предельное растягивающее напряжение, / г 250

Предельная дефор25 мация, 1,74

Модуль растяжения, Нlмм

Предельное сжимающее усилие, Н!мм 177

30 Модуль сжатия, Нlмм 19,000

Межслойный сдвиг, Н/мм 13,5

Сдвиг в плоскости, Н/мм 41,2

35 Коэффициент Пуассона при 0 С

Коэффициент Пуассона при 90 С 0.150

Диэлектрическая постоянная для 1 МГц 3.55

Коэффициент затухания для 1 МГц 7,74.10

Полосы для формирования соединительных накладок могут иметь иное число

45 слоев или могут быть получены из иной смолы, нежели полиэфирная смола изофталикового типа, Кроме того, армирование может быть другого типа, отличного от стекловолокна, например, из угольных волокон.

50 Покрытие 16 обтекателя, имеет плиты четырех форм: пятиугольные плиты 17, шестиугольные плиты 18, трапециевидные плиты 19 и трапециевидные плиты 20. Для облегчения сборки шестиугольная плита 18

55 выполнена из двух плит 21 и 22. Плиты 16 имеютдва параллельных наружныхлиста23 из армированной стекловолокном полиэфирной смолы, которые охватывают сердцевину 24 из вспененного полиуретана, В

1777653

10

25

40

50 качестве армирующего материала использовано стекловолокно, имеющее вес предпочтительно 800 г/м, соединяе2 ,мой со стекловолоконными матами, имеющими вес предпочтительно

300 r/м . Используемая полиэфирная смола предпочтительно является полиэфирной смолой изофталикового типа. Вспененный полиуретан является жестким и самозатухающего типа и получается методом литья

"непрерывного блока".. Плиты 16 покрыты гелевым покрытием изофталик-неопентиликового типа, нанесенным на внешнюю сторону многослойной плиты. Плиты получаются прессовой штамповкой или в автоклаве, после чего следует снятие заусенцев, а затем в них сверлятся отверстия

"= для сборки с соединительными накладками.

Предпочтительный, но не ограничивающий способ получения многослойных плит содержит этапы очистки пресс-формы и наложения нэ нее расцепляющего агента, разбрызгивания гелевого покрытия, наслаивания внешнего слоя, наложения на указанный слой вспененного полиуретана, наслаивания внутреннего слоя и отверждения в пресс-форме при температуре 80 С.

Наружные слои 23 и сердцевина 24 из вспененного полиуретана, полученные таким образом, обладают BblcoKGA диэлектрической постоянной, а толщина сердцевины 24 из вспененного полиуретана зависит от рабочей частоты радиолокационного оборудования, так чтобы получить отбтекатель, имеющий требуемую радиапрозрачность, по меньшей мере, в рабочем диапазоне радиолокатора. Было найдено, что толщина сердцевины из вспененного полиуретана, приемлемая для обтекателя в соответствии с изобретением, составляет 32 мм.

Разумеется, хотя плиты были раскрыты в связи с вышеуказанным предпочтительным примером реализации, следует понимать, что в данном случае плиты могуттакже включать любое "исло слоев, а применяемая смола может быть любого типа, относящегося к термореактивным смолам. Здесь также волокна могут быть отличными от используемых стекловолокон.

Кроме того. вместо вспененного полиуретана может быть также использован сотообразный пластиковый материал.

Как уже говорилось и показано на фиг.12, все соединения болтового типа и предпочтительно используют болты и гайки из нержавеющей стали. Соединения панелей по их сторонам достигаются путем вставления болтов 26 через отверстия 27 наружной соединительной накладки 28, затем через отверстия плиты и затем через отверстия 27 внутренней соединительной накладки, и затягивания гаек 29. Если необходимо, в отверстия могут быть вставлены уплонительные втулки. Соединения угловых накладок 11 с ссо ветствующими плитами достигается вставлением болтов 26 через отверстия 30 наружных накладок 12. затем через концевое отверстие 27 наружных соединительных накладок 28, затем через отверстия 25 плит и через концевые отверстия 27 внутренних соединительных накладок, а затем через отверстия 30 внутренних угловых накладок и, наконец, затягиванием гаек 29 на болтах.

Уголковые накладки 14 (фиг.7) используются для соединений друг с другом трех соединительных накладок 28, принадлежащих пятиугольнику 3 и, следовательно. они образуют угол 72О, тогда как уголковые накладки 15 (фиг.8) используются для соединения друг с другом соединительных накладок

28, принадлежаших шестиугольнику 6 и, следовательно, образуют угол 60".

Уголковые накладки 14 применяются в вершинах обтекателя, обозначенных на фиг.6 позицией А и, следовательно, они соединяютт пятиугольную плиту 17 с двумя трапецеидальными плитами 19 через три соединительных накладки 28.

Уголковые накладки 15 применяются в вершинах обтекателя, обозначенных Hci рис.6 позицией В и. следовательно, они соединяют шестиугольную плиту 18 с двумя трапецеидальными плитами 20 через три соединительных накладки 28

Т-образные накладки 13 (фиг.9) применяются в месте, обозначенном на фиг.б позицией С и, следовательно, они соединяют пятиугольные плиты 21 и 22 шестиугольной плиты 18 и одну трэпецеидальную плиту 20 через две соединительные накладки 28 шестиугольника 6 и соединительную накладку

31, установленную в месте разделения шестиугольника 6 на два пятиугольника 8 и 9 (фиг.3).

Y-образные накладки 12 (фиг.10) применяются в вершинах обтекателя, обозначенных на рис. 6 позицией и, следовательно, они соединяют четыре плиты 20 и двумя плитами 19 и через шесть соединительных накладок 28, которые расходятся в вершине, образованной углом большого пятиугольника и двумя углами больших шестиугольников, смежных с большим пятиугольником.

На фиг.14 изображена анкерная система, используемая для крепления плит обтекателя на основании. Как видно из фиг.1, плиты основания 32 имеют иную форму, не\

1777б53

10 структуру, 20

35

Пыль

Сейсмическая нагрузка

Снег (сырой) 40

55 жели другие плиты. Однако. их форма не важна дпя настоящего изобретения.

Анкерная система плит содержит резьбовые шпильки 33, закрепленные в бетонном фундаменте 34, каждая из которых на своем закрепленном конце снабжена стопорной пластиной 35, прикрепленной парой гаек 36. Противоположный конец резьбовых шпилек выступает из фундамента 34 и предназначен для крепления посредством гайки

37 металлической пластины 38, имеющей толщину, равную толщине плит основания

32. Эта пластина 33 изогнута под углом, соответствующим двугранному углу, который плита основания 32 образует с фундаментом 34. Металлическая пластина 32 снабжена с обеих сторон металлическими пластинами 39, 40, привинченными к ней посредством болтов 41, крепящими между собой плиту основания 32.

Разумеется. обтекатель 1, как можно видеть на фиг.10, снабжен обычной входной дверью 42, обычным молниеотводом 43 и обычной системой типового освещения 44, Достоинства, предлагаемые обтекате. лем, в соответствии с настоящим.изобретением, механического и электромагнитного. характера следующие:

1) Иэ приведенных. экспериментов найдено, что обтекатель в соответствии с настоящим экспериментом может противостоять нижеследующим окружающим условиям:

Температура от -50 до +70 С

Работа при ветре Вплоть до 270 км/ч

Влажность 100%

Град Диаметр вплоть до 50 мм

2 гlм

Боковая 19

Высотой вплоть до

0,5 м

Снег (сухой) Высотой вплоть до 2,0м

2) С электромагнитной точки зрения обтекатель в соответствии с настоящим изобретением имеет конструкцию, которая существенно "согласуется" с частотой радиолокационного оборудования, которое в нем заключено, и имеет более высокую радиопрозрачность, чем та, что обеспечивает ся непосредственным соединением краев плит. В этом случае соединения могут иметь пропускающую способность, по меньшей мере, 95% потери пропускающей способности всего обтекатепя менее -0,2 дБ, а увеличение боковых лепестков находится в пределах 1,5 дБ дпя лепестков, первоначально находящихся у значения -25 дБ.

3) С конструктивной точки зрения обтекатель по изобретению имеет группу базовых плит четырех различных форм и небольшую группу плит основания и поэтому представляет оптимальный компромисс между электромагнитными .требованиями радиопрозрачности и производственными требованиями. Единственными металлическими элементами являются болты и гайки.

Каркас, будучи полностью сформирован из армированной стекловолокном смолы, обладает достоинством меньшего веса по сравнению с металлическими конструкциями и, поскольку пластиковый материал ис15 пользуется и для каркаса и для панелей, это существенно сказывается на радиопрозрачности, требуемой обтекателем, так как каркас и панели образуют однородную

4) Облегчается сборка и обслуживание обтекателя, так как число типов плит, соединительных накладок минимально, Формула изобретения

1. Антенный обтекатель, состоящий из жестких пятиугольных и шестиугольных панелей, соединенных между собой своими смежными сторонами, отличающийся тем, что каждая жесткая пятиугольная панель выполнена в виде усеченной пирамиды

30 из плоской центральной пятиугольной секции и пяти плоских трапециевидных секций. каждая жесткая шестиугольная панель выполнена в виде усеченной пирамиды из плоской центральной шестиугольной секции и шести плоских трапециевидных секций, при этом все упомянутые секции выполнены трехслойными из наружных стеклопластиковых слоев и среднего пенополиуретанового или сотового слоя и соединены между собой посредством наружных и внутренних стеклопластиковых продольных и угловых соединительных накладок, стянутых болтами.

2. Обтекатель по п.1 ° о т л и ч а ю щ и и с я тем, что наружные и внутренние стеклопластиковые продольные и угловые соединительные накладки выполнены из материала на основе смолы типа сложного эфира изофталевой кислоты.

3. Обтекатель по п.1, отл и чаю щийс я тем, что плоские пятиугольные, шестиугольные и трапециевидные секции выполнены трехслойными из стеклопластиковых наружных слоев на основе смолы типа сложного эфира изофталевой кислоты.

4. Обтекатель по п.1, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что упомянутые выше секции и соединигельные накладки соединены болтами из нержавеющей стали.

1777653

5. Обтекатель по г:,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждая плоская шестиугольная секция выполнена иэ двух полусекций, соединенных по линии, проходящей через ñåредину двух противолежащих сторон этой секции.

6. Обтекатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что наружные и внутренние стеклопластиковые продольные соединительные накладки выполнены плоскими или суголковым сечением а наружные и внутренние

1 стеклопластиковые угловые соединитель5 ные накладки выполнены различной конфигурации в соответствии с числом и ориентацией соединительных плоских секций.

1777653

Фиг. 2

1777653

Фиг 7

ФЬг Р

4ЬГ71

/ 20

УУГ J0

Ы 25

1777663

Фиг 1Z

Редактор

Заказ 4133 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

О

29

Составитель А.Самоцветов

Техред М.Моргентал Корректор .А,Мотыль