Антенный обтекатель

Авторы патента:

H01Q1/42 - оболочки, не имеющие непосредственной механической связи с излучающими элементами, например обтекатели, кожухи

Владельцы патента RU 2623826:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ" (РУДН) (RU)

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к радиопрозрачным обтекателям скоростных летательных аппаратов различных классов. Антенный обтекатель содержит конусообразную оболочку и металлическое кольцо (шпангоут), жестко скрепленное с оболочкой, при этом обтекатель снабжен стопорными накладками, равномерно распределенными по его окружности, торец металлического кольца, обращенный к вершине конусообразной оболочки, выполнен с наружным пилообразным профилем, конусообразная оболочка выполнена с поднутрениями, один конец накладок размещен в поднутрениях конусообразной оболочки и жестко соединен с металлическим кольцом в районе пилообразного профиля, а другой конец - с металлическим кольцом с противоположного торца, конусообразная оболочка выполнена путем намотки концентричных слоев растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси конусообразной оболочки, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси конусообразной оболочки, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Используют стеклянные или базальтовые волокна. Предложенное техническое решение позволяет достигнуть высокоточное центрирование конусообразной оболочки относительно продольной оси металлического кольца и летательного аппарата и ее надежное крепление на металлическом кольце, выдерживающее высокие динамические и тепловые нагрузки во время длительного полета. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Известны радиопрозрачные антенные обтекатели, содержащие однослойную или многослойную оболочку из диэлектрического материала и силовой пояс для крепления к корпусу летательного аппарата, например по патенту РФ №2186444, МПК H01Q 1/42. Предложена многослойная композиция со слоями сотового заполнителя и средним сплошным слоем. Слои обтекателя последовательно выкладывают на жесткой форме и формуют, а сплошной слой создают из подслоев, которые укладывают встык и затем приформовывают.

Недостатком таких обтекателей является ненадежность крепления обтекателя к корпусу летательного аппарата, так как сложно соблюдать соосность обтекателя к продольной оси летательного аппарата.

Известен антенный обтекатель по патенту РФ №2090956, МПК H01Q 1/42. Обтекатель включает керамический колпак, переходный шпангоут из инвара, склеенный эластичным клеем-герметиком по внутренней расточке в колпаке и термозащитное кольцо из стеклопластика. Крепление имеет сложную конструкцию, состоящую из нескольких стыкуемых деталей. Точность позиционирования определяется толщиной слоя клеящего состава, что не может обеспечить точную соосность обтекателя с корпусом летательного аппарата.

Известен антенный обтекатель по патенту РФ №2500055, МПК H01Q 1/42. Обтекатель содержит керамический колпак с выполненной на внутренней поверхности выборкой, соединительный шпангоут и соединительный переходник, металлическое разрезное кольцо, соединенные между собой крепежными элементами и эластичным клеем на кремнеорганической основе. Конструкция сложна, имеет несколько стыкуемых на основе клея деталей и не обеспечивает точной соосности обтекателя и корпуса летательного аппарата. Кроме того, происходит потеря прочности соединения металл - керамика при силовых и тепловых воздействиях на обтекатель.

Известен радиопрозрачный обтекатель головки самонаведения зенитных ракет по патенту РФ №2090958, МПК H01Q 1/42. Он включает оболочку в виде колпака из стеклотекстолита, промежуточное металлическое кольцо из титана, алюминия или его сплавов, скрепленное винтами с оболочкой. Конструкция не обеспечивает точной центровки колпака с корпусом летательного аппарата.

Наиболее близким по совокупности признаков аналогом является антенный обтекатель, содержащий конусообразную оболочку и металлическое кольцо, жестко скрепленное с оболочкой (Патент РФ №2433512, МПК H01Q 1/42). Крепление оболочки к металлическому кольцу осуществляется за счет клея и винтов, что не позволяет с высокой точностью обеспечить соосность оболочки и продольной оси летательного аппарата. Из-за этого конструкция имеет сравнительно низкие эксплуатационные характеристики, поскольку в полете при больших силовых и тепловых воздействиях возможен срыв и разрушение оболочки.

Техническим результатом изобретения является высокоточное центрирование конусообразной оболочки относительно продольной оси металлического кольца и летательного аппарата и ее надежное крепление на металлическом кольце, позволяющее выдерживать высокие динамические и тепловые нагрузки во время длительного полета.

Технический результат достигается тем, что антенный обтекатель содержит конусообразную оболочку и металлическое кольцо (шпангоут), жестко скрепленное с оболочкой, при этом обтекатель снабжен стопорными накладками, равномерно распределенными по его окружности, торец металлического кольца, обращенный к вершине конусообразной оболочки, выполнен с наружным пилообразным профилем, конусообразная оболочка выполнена с поднутрениями, один конец накладок размещен в поднутрениях конусообразной оболочки и жестко соединен с металлическим кольцом в районе пилообразного профиля, а другой конец - с металлическим кольцом с противоположного торца, конусообразная оболочка выполнена путем намотки концентричных слоев растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси конусообразной оболочки, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси конусообразной оболочки, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Технический результат достигается также тем, что используют стеклянные или базальтовые волокна.

Технический результат достигается за счет того, что конусообразная оболочка изготавливается путем намотки волокон на конусообразный шаблон, причем первые слои намотки размещаются в непосредственном контакте с пилообразным профилем металлического кольца, что позволяет обеспечить точное центрирование и высокую жесткость соединения оболочки с металлическим кольцом (шпангоутом). В процессе полета невозможен срыв конусообразной оболочки, а накладки прижимают ее к пилообразному профилю металлического кольца, не позволяя ей отслаиваться.

На рис. 1 представлен общий вид антенного обтекателя, на рис. 2 - вид I на рис. 1, на рис. 3 - поперечный разрез конусообразной оболочки.

Антенный обтекатель содержит конусообразную оболочку 1, металлическое кольцо 2, жестко скрепленное с оболочкой 1. Обтекатель снабжен стопорными накладками 3, равномерно распределенными по окружности обтекателя. Торец 4 металлического кольца 2, обращенный к вершине конусообразной оболочки 1, выполнен с наружным пилообразным профилем. Конусообразная оболочка 1 выполнена с поднутрениями 5, один конец накладок 3 размещен в поднутрениях 5 конусообразной оболочки 1 и жестко соединен с металлическим кольцом 2 в районе пилообразного профиля, а другой конец - с металлическим кольцом 2 с противоположного торца. Конусообразная оболочка 1 выполнена путем намотки концентричных слоев растянутых параллельно лежащих волокон 6, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси конусообразной оболочки 1, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, например эпоксидной, полиэфирной смолы и т.д.. Волокна 6 выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси конусообразной оболочки, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Накладки 3 могут быть жестко соединены с металлическим кольцом 2 при помощи болтов (показаны условно). Металлическое кольцо 2 жестко крепится к корпусу 7 летательного аппарата. Могут быть использованы радиопрозрачные волокна 6, например стеклянные, базальтовые.

Устройство работает следующим образом.

Конусообразная оболочка 1 выполнена путем намотки на мастер-деталь (шаблон) и формируется послойно, что обеспечивает ее абсолютную симметрию относительно продольной оси. После окончания обмотки шаблон удаляется. Пилообразный профиль торца 4 металлического кольца 2 жестко фиксирует слои волокон 6, создавая прочную конструкцию. Стопорные накладки 3 не позволяют слоям волокон 6 отслаиваться под действием тепловых и динамических нагрузок во время полета изделия. Послойное расположение волокон 6 под углами 0°, +45°, -45° позволяет воспринимать и успешно демпфировать продольные и касательные динамические колебания, возникающие в изделии во время полета. Выполнение волокон с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника позволяет максимально плотно их уложить, обеспечив «плотную упаковку» с минимальным количеством полимерного связующего (не более 7%), что позволяет достичь максимальной прочности конусообразной оболочки 1. Уменьшение площади поперечного сечения волокон послойно от 24 до 288 мкм² в направлении от оси конусообразной оболочки позволяет на минимальной толщине оболочки разместить максимальное число чередующихся по направлению намотки концентричных слоев, что повышает прочность конусообразной оболочки 1 и ее геометрическую точность. В результате обеспечивается высокоточное центрирование конусообразной оболочки 1 относительно продольной оси металлического кольца 2 и летательного аппарата и ее надежное крепление на металлическом кольце 2.

1. Антенный обтекатель, содержащий конусообразную оболочку и металлическое кольцо (шпангоут), жестко скрепленное с оболочкой, отличающийся тем, что обтекатель снабжен стопорными накладками, равномерно распределенными по его окружности, торец металлического кольца, обращенный к вершине конусообразной оболочки, выполнен с наружным пилообразным профилем, конусообразная оболочка выполнена с поднутрениями, один конец накладок размещен в поднутрениях конусообразной оболочки и жестко соединен с металлическим кольцом в районе пилообразного профиля, а другой конец - с металлическим кольцом с противоположного торца, конусообразная оболочка выполнена путем намотки концентричных слоев растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси конусообразной оболочки, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси конусообразной оболочки, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями.

2. Антенный обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что используют стеклянные или базальтовые волокна.

Похожие патенты:

Самолёт с обтекателем антенн // 2599078

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет с обтекателем антенн содержит радиопрозрачный обтекатель и элементы его стыковки с поверхностью фюзеляжа.

Способ изготовления обтекателя гидроакустической станции методом намотки // 2589504

Использование: изобретение относится к области судостроения, а именно к способам изготовления обтекателей антенн гидроакустических станций, и касается вопросов их конструирования.

Устройство с пониженным коэффициентом отражения радиоволн в широком диапазоне частот // 2589501

Изобретение относится к области радиотехники и касается разработки конструкций с пониженным коэффициентом отражения радиоволн для защиты плавающих средств от воздействия падающего излучения и внешних факторов окружающей среды.

Узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата // 2581886

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и касается изготовления антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата содержит металлический шпангоут, в котором равномерно по окружности по центру склейки выполнены продольные сквозные пазы, соединенный с керамическим обтекателем по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного клея, и уплотнительное кольцо.

Способ герметизации корпуса радиоэлектронного устройства // 2575864

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств, в частности приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток.

Гибкий безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции // 2575589

Использование: область судостроения, а именно при разработке конструкций гидроакустических станций, и касается наружных форм и размеров обтекателя антенны. Сущность: разработана конструкция гибкого безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции, конструкция которой содержит узел крепления, имеющий зону плавного перехода от участка локального усиления к остальной части оболочки обтекателя, выполненного в виде двух сужающихся пучков ткани.

Антенный обтекатель // 2573199

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к антенным обтекателям. Техническим результатом изобретения является снижение искажений вносимых обтекателем в поле падающей волны.

Полимерная радиопрозрачная композиция // 2570446

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ.

Антенный обтекатель из слоистого стеклопластика // 2567734

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях защитных устройств для различных антенн. Предложенный антенный обтекатель состоит из набора слоев высокопрочного стеклопластика, выполненных в виде отдельных секторов.

Способ соединения керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата // 2566643

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей. Способ соединения керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата предполагает выполнение в металлическом шпангоуте продольных сквозных пазов.

Антенный обтекатель // 2624793

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное соосно между ними теплоизоляционное кольцо, выполненное из термостойкого стеклопластика с низким модулем нормальной упругости при растяжении и тепловым коэффициентом линейного расширения, превышающим тепловой коэффициент линейного расширения керамики, соединенное с оболочкой и шпангоутом термостойкими адгезивами. При этом оболочка и кольцо соединены адгезивом с низкой пластичностью и величина радиального зазора между ними составляет 0,25-0,4 мм, а кольцо и шпангоут соединены эластичным адгезивом на основе силоксанового каучука и величина радиального зазора между ними рассчитывается по формуле S=ΔR1+ΔR2, где S - радиальный зазор между теплоизоляционным кольцом и металлическим стыковым шпангоутом; ΔR1 - расчетное радиальное расширение теплоизоляционного кольца; ΔR2 - расчетное радиальное расширение металлического стыкового шпангоута. Технический результат заключается в обеспечении работоспособности антенного обтекателя в условиях длительного теплосилового воздействия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Радиопрозрачное покрытие // 2624840

Изобретение относится к радиопрозрачному компоненту. Радиопрозрачный компонент (1), который включает в себя радиопрозрачное тело (3), предпочтительно пластиковое тело, причем по меньшей мере часть поверхности имеет слой (5), состоящий в основном из кремния, причем толщина состоящего в основном из кремния слоя (5) находится в пределах от 10 нм до 100 нм, причем между радиопрозрачным телом и состоящим в основном из кремния слоем (5) нанесен промежуточный слой (7), включающий в себя полимерный слой, который состоит из отверждаемого УФ-излучением лака, для сглаживания возможных поверхностных структур, при этом на состоящий в основном из кремния слой (5) в качестве защищающего от окружающей среды слоя нанесен полимерный слой (9), который состоит из отверждаемого ультрафиолетовым излучением лака. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Головной антенный обтекатель // 2631917

Изобретение относится к области ракетной техники, преимущественно к головным обтекателям летательных аппаратов различных классов.Головной антенный обтекатель ракеты включает оболочку из керамического материала, переходной металлический шпангоут, согласованный по КТЛР с материалом оболочки, соединенный с оболочкой по сопрягаемым коническим поверхностям эластичным термостойким адгезивом, стыковой шпангоут, переходной шпангоут, соединенный со стыковым шпангоутом соосно и ограниченный от осевого перемещения с одной стороны двумя взаимно ответными буртиками, выполненными на внутренней поверхности стыкового шпангоута и на наружной поверхности переходного шпангоута, а с другой стороны - штифтами, зафиксированными в стыковом шпангоуте и установленными с зазором в глухие отверстия переходного шпангоута, уплотнительное кольцо, установленное в проточку на торце переходного шпангоута. На наружной поверхности переходного металлического шпангоута вдоль образующей выполнены канавки шириной 10-20 мм и глубиной до 2/3 от исходной толщины в каждом поперечном сечении соединяемой части шпангоута с керамической оболочкой, и шириной 10÷20 мм. На взаимно ответных буртиках выполнены конические посадочные поверхности, а у штифтов на одном конце выполнен конус для фиксации в ответной конической расточке в глухих отверстиях переходного шпангоута, а на другом - резьба для крепления в стыковом шпангоуте.Техническим результатом при реализации заявленного изобретения является повышение технических характеристик летательных аппаратов, в частности по продолжительности рабочего режима. 3 ил.

Способ получения антенных обтекателей ракет из кварцевой керамики // 2639548

Изобретение относится к способу изготовления антенных обтекателей ракет из кварцевой керамики, работающих в сложных климатических условиях. Способ включает формование керамической оболочки методом шликерного литья из водной суспензии кварцевого стекла в гипсовой форме, сушку, обжиг и механическую обработку оболочки алмазным инструментом, герметизацию и упрочнение оболочки органополимером, радиодоводку, сборку оболочки с металлическим шпангоутом при помощи герметика. В качестве исходного сырья используется кварцевое стекло с содержанием SiO2 не менее 99,8%, а формование керамической заготовки осуществляют из полидисперсного водного шликера кварцевого стекла с зерновым составом от 0,1 до 500 мкм, плотностью 1,87-1,90 г/см3 с предусмотренным отводом и сбором гравитационного осадка, спекание материала производится в воздушной среде по режимам, исключающим образование кристобалита до пористости 8,0-11,0% и прочности при изгибе не менее 35 МПа, затем производят механическую обработку изделия до заданных размеров алмазным инструментом с глубиной резания не более 2,0 мм, упрочнение и герметизацию пористой оболочки пропиткой по внутренней поверхности высокотемпературным кремнийорганическим полимером до 20-40% толщины стенки и диэлектрической проницаемостью материала радиопрозрачной зоны оболочки не выше 3,5 единиц, радиодоводку по наружной поверхности путем плавного профилирования толщины стенки алмазным инструментом, соблюдая требования по контуру изделия, после чего наносятся два слоя кремнийорганической эмали типа КО-5189, один слой суспензии эмали с пониженной вязкостью (для частичной пропитки пористой керамики), второй - для формирования сплошной пленки с общей толщиной до 100 мкм, а сборка изделия с инваровым шпангоутом осуществляется при помощи эластичного герметика У-2-28 на специальном стапеле с центровкой и прижимом шпангоута и оболочки до постоянной толщины клеевого шва в пределах 0,1-0,4 мм. Технический результат заключается в повышении работоспособности обтекателей ракет.

Антенный обтекатель ракеты из кварцевой керамики и способ его изготовления // 2644453

Изобретение «Антенный обтекатель ракеты из кварцевой керамики и способ его изготовления» относится к конструкции и технологии изготовления антенных обтекателей ракет из керамических материалов, а точнее из кварцевой керамики. Представленное техническое решение, включающее оболочку из пористой кварцевой керамики, упрочненную и герметизированную органополимером и соединенную с металлическим шпангоутом из инварового сплава при помощи герметика, отличается тем, что оболочка представляет собой резонансную конструкцию с утолщением стенки в зоне крепления шпангоута на 15-45% по сравнению с радиопрозрачной зоной с целью повышения прочностных и теплозащитных свойств оболочки и увеличением осевой толщины носка внутрь оболочки до (0,3-1,0)λ - рабочей длины волны антенны для улучшения РТХ обтекателя, выполненного из кварцевой керамики плотностью 1,97-2,01 г/см3, прочностью при изгибе не ниже 50 МПа после упрочнения и герметизации по внутренней и наружной поверхности органополимером на общую толщину (глубину) не более 0,1λ. Способ изготовления антенного обтекателя ракеты включает формование керамической заготовки методом шликерного литья в гипсовой форме из водного шликера кварцевого стекла с содержанием SiO2 не менее 99,9% при влажности 13-16% полидисперсного зернового состава с размером частиц в пределах 0,1-500 мкм, спекание оболочки по режиму, исключающему образование в материале кристобалита до плотности 1,97-2,01 г/см3, после чего производят механическую обработку изделия алмазным инструментом до заданных параметром и толщины стенки с утолщением в зоне шпангоута и носка, а также нанесение и пропитку пористой оболочки органополимером, например ТМФТ, МФСС-8, по внутренней поверхности и фторопластовыми или кремнийорганическими эмалями по наружной поверхности до общей толщины не более 0,1λ. Предложенное техническое решение обеспечивает получение антенных обтекателей ракет с улучшенными радиотехническими и прочностными характеристиками. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Широкополосная система "антенна-обтекатель" // 2647563

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель», предназначенным для работы в совмещенных диапазонах. Широкополосная система «антенна-обтекатель» для работы в совмещенных частотных некратных диапазонах содержит обтекатель со стенкой из диэлектрического материала в форме колпака, снабженного узлом крепления к летательному аппарату, у которого электрическая толщина стенки для среднего угла падения плоской волны на обтекатель на нижней кратной частоте, расположенной ниже средней частоты нижнего рабочего диапазона на величину, равную сумме четверти от средней частоты верхнего рабочего диапазона и половины средней частоты нижнего рабочего диапазона, кратна π, причем внутренний и внешний слои выполнены с профилем по толщине, подобранным при доводке на радиотехническом стенде. Технический результат заключается в снижении искажений, вносимых стенкой в фазу поля падающей волны. 18 ил., 1 табл.