非對稱多層天線罩罩體及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于寬頻復(fù)合陶瓷天線罩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非對稱多層天線罩罩體及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天線罩是保護(hù)天線系統(tǒng)免受外部環(huán)境影響的結(jié)構(gòu)物。它在電氣性能上要求具有良好的電磁波穿透特性，機(jī)械性能上要求能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的作用。當(dāng)前國內(nèi)外使用的主要是單層結(jié)構(gòu)天線罩，單層結(jié)構(gòu)天線罩點頻或窄帶波段使用效果較好，但難以在多頻和寬頻使用。通過特殊的夾層結(jié)構(gòu)，即通過3層以上介電參數(shù)相差較大的介質(zhì)材料組合，利用不同介質(zhì)界面對電磁波形成多次反射和折射，實現(xiàn)最大功率傳輸、減小天線相位畸變，從而可以提高天線罩寬頻透波性能。但該夾層結(jié)構(gòu)目前僅建立了可行的物理模型和數(shù)學(xué)模型，未見有研制成功產(chǎn)品的報道。這主要是在具體工藝實施上還存在諸如不同介質(zhì)如何連接、均勻電厚度的介質(zhì)層實現(xiàn)、有效界面形成等難點。
[0003]目前，國內(nèi)外還沒有一種非對稱夾層一體化結(jié)構(gòu)天線罩材料得到實際應(yīng)用，尤其是針對采用織物為增強(qiáng)體的多頻天線罩在國內(nèi)為空白。本課題采用仿真設(shè)計進(jìn)行物理模型和數(shù)學(xué)模型仿真，設(shè)計出一種三層非對稱一體化夾層結(jié)構(gòu)天線罩，實現(xiàn)了多層罩體不同介質(zhì)的有效連接及電均勻厚度。對提高天線罩多頻透波性能、簡化結(jié)構(gòu)、降低成本、提高突防能力，最終向?qū)掝l帶天線罩的方向發(fā)展，都具有非常重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是提供一種具有寬頻透波性能的非對稱多層天線罩罩體。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供上述非對稱多層天線罩罩體的加工方法。
[0006]為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明的非對稱多層天線罩罩體包括外層罩體、中間層罩體和內(nèi)層罩體，所述外層罩體為石英纖維罩體，所述中間層罩體為空心纖維罩體，所述內(nèi)層罩體為氣凝膠罩體，所述外層罩體和中間層罩體之間還設(shè)有彈性硬質(zhì)層，所述彈性硬質(zhì)層由套裝在中間層罩體上的石英布縫合編制套經(jīng)硅膠浸漬處理而成。
[0007]為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明的非對稱多層天線罩罩體的加工方法，包括以下步驟:
[0008]I)確定天線罩外層罩體設(shè)計尺寸，織造外層罩體編織體毛坯，編織體毛坯經(jīng)過預(yù)處理、硅溶膠浸漬復(fù)合、高溫?zé)崽幚?、車加工得到外層罩體，所述外層罩體編織體材料為石英纖維材料。
[0009]2)確定天線罩中間層罩體設(shè)計尺寸，織造中間層罩體編織體毛坯，編織體毛坯經(jīng)過預(yù)處理、硅溶膠浸漬復(fù)合、高溫?zé)崽幚?、車加工得到中間層罩體，所述中間層罩體編織體材料為空心纖維材料。
[0010]3)確定天線罩內(nèi)層罩體設(shè)計尺寸，采用RTM —體化浸漬成型得到氣凝膠防隔熱材料的凈尺寸內(nèi)層罩體。
[0011]4)確定天線罩中間層罩體外形面尺寸。根據(jù)中間層罩體外形面尺寸，制備套裝中間層罩體的縫合編織套，所述縫合編織套經(jīng)將石英纖維布縫合，水煮、烘干后得到。
[0012]5)外層罩體、中間層罩體、縫合編織套組裝
[0013]①將中間層罩體放置于水平工作臺，再將縫合編織套套裝在中間層罩體上。
[0014]②將外層罩體倒置于罩體套裝工裝內(nèi)，并找正。
[0015]③將套裝有縫合編織套的中間層罩體放入置于罩體套裝工裝內(nèi)的外層罩體內(nèi)部，將中間層罩體壓裝到位，并找平端面。
[0016]④將壓裝有中間層罩體的外層罩體倒置置于硅溶膠中，在真空狀態(tài)下浸漬，硅溶膠的密度為1.12?1.16g/cm3，浸漬時間為30?60min ；
[0017]⑤振動硅溶膠，使其產(chǎn)生劇烈波動，振動時間為30?60min ;再將浸漬處理后的工件取出后干燥20?40h ；
[0018]⑥重復(fù)步驟⑤一次。
[0019]⑦在300°C下對步驟⑥處理后的工件進(jìn)行熱處理，使外層罩體和中間層罩體所夾的無機(jī)柔性過渡層(即縫合編織套層)硬化。
[0020]⑧將步驟⑦得到的三層罩體倒置在罩體套裝工裝內(nèi)，再將內(nèi)層氣凝膠罩體壓裝到位，即得非對稱多層天線罩罩體。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟④中，浸漬時間為45?58min。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟⑤中，振動時間為30?45min ;干燥時間30?40h。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟⑦中，熱處理的溫度為200?280°C。
[0024]各步驟工藝參數(shù)限定原理如下:
[0025]本發(fā)明將無機(jī)石英纖維布作為層間罩體軟性連接介質(zhì)，利用石英纖維布本身網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的毛細(xì)吸附作用，在硅溶膠的填充作用下，增強(qiáng)罩體層間介質(zhì)的連接。在300°C下進(jìn)行熱處理，使軟性石英纖維布夾層進(jìn)一步硬化形成彈性硬質(zhì)層，進(jìn)一步增強(qiáng)了罩體之間的粘接強(qiáng)度，從而滿足了罩體在飛行過程中，在大擺動，高機(jī)動環(huán)境下層間罩體連接強(qiáng)度。因此，本發(fā)明能成功解決寬頻天線罩多層罩體層間疊加方式的問題，成功實現(xiàn)了新型導(dǎo)彈在更加惡劣的工作環(huán)境下的寬頻透波性能，提升了導(dǎo)彈在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭下的突防能力。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]實施例1
[0028]I)確定天線罩外層罩體設(shè)計尺寸，織造外層罩體編織體毛坯，編織體毛坯經(jīng)過預(yù)處理、硅溶膠浸漬復(fù)合、高溫?zé)崽幚?、車加工得到外層罩體，所述外層罩體編織體材料為石英纖維材料。
[0029]2)確定天線罩中間層罩體設(shè)計尺寸，織造中間層罩體編織體毛坯，編織體毛坯經(jīng)過預(yù)處理、硅溶膠浸漬復(fù)合、高溫?zé)崽幚?、車加工得到中間層罩體，所述中間層罩體編織體材料為空心纖維材料。
[0030]3)確定天線罩內(nèi)層罩體設(shè)計尺寸，采用RTM —體化浸漬成型得到氣凝膠防隔熱材料的凈尺寸內(nèi)層罩體。
[0031]4)確定天線罩中間層罩體外形面尺寸。根據(jù)中間層罩體外形面尺寸，制備套裝中間層罩體的縫合編織套，所述縫合編織套經(jīng)將石英纖維布縫合，水煮、烘干后得到。
[0032]5)外層罩體、中間層罩體、縫合編織套的組裝:
[0033]①將中間層罩體放置于水平工作臺，再將縫合編織套套裝在中間層罩體上，趕平出現(xiàn)褶皺的位置，超出罩體的多余石英布用夾子夾住固定在中間層罩體大頭端，防止在套裝過程中編織套滑移。
[0034]②將外層罩體倒置于罩體套裝工裝內(nèi)并找正。
[0035]③將套裝有縫合編織套的中間層罩體放入置于罩體套裝工裝內(nèi)的外層罩體內(nèi)部，將中間層罩體壓裝到位，并找平端面。
[0036]④將壓裝有中間層罩體的外層罩體倒置置于硅溶膠中，在真空狀態(tài)下浸漬，硅溶膠的密度為1.12g/cm3，浸漬時間為30min ；
[0037]⑤振動硅溶膠，使其產(chǎn)生劇烈波動，振動時間為60min ;再將浸漬處理后的工件取出后干燥20h ;
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