×
03.09.2019
219.017.c6ce

Широкополосный антенный обтекатель

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей высокоскоростных ракет класса «воздух-поверхность». Техническим результатом является обеспечение заданных радиотехнических характеристик в сверхширокополосном диапазоне, повышение несущей способности и улучшение герметичности обтекателя при повышенных тепловых и силовых нагрузках. Широкополосный антенный обтекатель включает выполненные из диэлектрических материалов и соединенные между собой однослойную конусообразную оболочку, носок и промежуточный конусообразный элемент, расположенный изнутри в зоне стыка конусообразной оболочки и носка, с нанесенным на внутреннюю и наружную поверхности обтекателя лакокрасочным покрытием, металлическое кольцо, жестко скрепленное с конусообразной оболочкой. Оболочка выполнена из стеклопластика на основе кварцевой ткани и фенолформальдегидного связующего, в поровое пространство которого введен кремнийорганический полимер, на расстоянии, равном не менее 0,4 длины обтекателя от вершины носка, толщина стенки оболочки составляет не более 2,0 мм и плавно увеличивается к ее торцу не более чем в 5 раз, на наружную поверхность оболочки нанесена термостойкая шпатлевка на кремнийорганической основе. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей высокоскоростных ракет класса «воздух-поверхность».

Известен антенный радиопрозрачный обтекатель, содержащий многослойную конусообразную оболочку из диэлектрического материала, металлический эрозионностойкий наконечник, стыковочное кольцо для крепления к летательному аппарату по патенту РФ №2186444, МПК 7 H01Q 1/42, публ. 27.07.2002 г.

Недостатком такого обтекателя являются большие пеленгационные ошибки, вносимые обтекателем в определение положения цели, так как металлический наконечник вносит в раскрыв антенны затенения, значительно изменяющие фазовое и амплитудное распределения поля, что приводит к возникновению пеленгационных ошибок.

Другим аналогом по совокупности признаков является обтекатель, рассматриваемый в патенте РФ №2090958, МПК H01Q 1/42, публ. 20.09.1997 г. Данный радиопрозрачный обтекатель включает оболочку в виде колпака из стеклотекстолита, эрозионностойкий наконечник из диэлектрического материала на основе волокнистого кремнеземного наполнителя и кремнийорганического связующего. Эрозионностойкий наконечник соединен с колпаком клеем, а также двумя металлическими шпильками. Недостатком этой конструкции является влияние металлических шпилек на проходящее электромагнитное поле, и как следствие, ухудшение радиотехнических характеристик (РТХ) обтекателя.

Наиболее близким по совокупности признаков, выбранным в качестве прототипа, является радиопрозрачный обтекатель по патенту RU 2 433 512, МПК H01Q 1/42, публ. 10.11.2011 г. Обтекатель включает однослойную конусообразную оболочку из упрочненного стеклопластика и носок из диэлектрического пресс-материла, связанные клеевым соединением, металлическое кольцо, жестко скрепленное с конусообразной оболочкой, в зоне стыка конусообразной оболочки и носка изнутри установлен промежуточный конусообразный элемент, выполненный из диэлектрического материала и склеенный по соприкасающимся поверхностям с оболочкой и носком термостойким адгезивом на эпоксикремнийорганической основе и нанесенным на внутреннюю и наружную поверхности оболочки лакокрасочным покрытием

К недостаткам данной конструкции обтекателя относятся неоптимизированные толщины узла соединения оболочки с носком и самой оболочки. Это обстоятельство не позволяет обеспечить необходимые параметры РТХ в широкополосном диапазоне, что заметно сужает область применения данного обтекателя.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение заданных РТХ в широкополосном диапазоне, повышение несущей способности и улучшение герметичности обтекателя при повышенных тепловых и силовых нагрузках.

Такой технический эффект достигается следующим комплексом технических признаков изобретения, которые характеризуют конструкцию антенного обтекателя.

Предложен широкополосный антенный обтекатель, включающий однослойную конусообразную оболочку, носок и промежуточный конусообразный элемент, расположенный изнутри в зоне стыка конусообразной оболочки и носка, выполненные из диэлектрических материалов и соединенные между собой, с нанесенным на внутреннюю и наружную поверхности обтекателя лакокрасочным покрытием, металлическое кольцо, жестко скрепленное с конусообразной оболочкой, отличающийся тем, что оболочка выполнена из стеклопластика на основе кварцевой ткани и фенолформальдегидного связующего, в поровое пространство которого введен кремнийорганический продукт МФСС-8, на расстоянии равном не менее 0,4 длины обтекателя от вершины носка, толщина стенки оболочки составляет не более 2,0 мм и плавно увеличивается к ее торцу не более чем в 5 раз, на наружную поверхность оболочки нанесена термостойкая шпатлевка на кремнийорганической основе, оболочка, носок и промежуточный конусообразный элемент соединены радиопрозрачным термостойким адгезивом холодного отверждения с порошковым неорганическим наполнителем или горячего отверждения с наполнителем, аналогичным материалу оболочки, крепление оболочки с металлическим кольцом выполнено клеемеханическим соединением посредством крепежных элементов, установленных с внутренней стороны кольца в глухие отверстия в оболочке, и эластичным термостойким адгезивом холодного отверждения, на внутреннюю поверхность металлического кольца нанесен слой эластичного герметизирующего материала, выходящий за пределы кольца в зону лакокрасочного покрытия оболочки не более, чем на 20 мм.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведено изображение антенного обтекателя, включающего однослойную конусообразную оболочку 1, выполненную из стеклопластика на основе кварцевой ткани и фенолформальдегидного связующего, соединенную с носком 3 с помощью промежуточного конусообразного элемента 4, установленного изнутри оболочки и выполненного из диэлектрического материала. Оболочка, носок и промежуточный конусообразный элемент соединены с помощью радиопрозрачного термостойкого адгезива холодного отверждения с порошковым неорганическим наполнителем или горячего отверждения с наполнителем, аналогичным материалу оболочки.

На фиг. 3 изображено металлическое кольцо 2, жестко скрепленное с конусообразной оболочкой 1 с помощью двух рядов винтов 5 и эластичного адгезива 6.

Рассматриваемая конструкция отличается от предыдущих, прежде всего улучшенными радиотехническими характеристиками и обеспечением их в нескольких смежных диапазонах (сверхширокополосность). Это достигается уменьшением толщины конструктивных элементов в носовой части обтекателя с приданием им оптимизированной формы.

В этом элементе конструкции предлагается два варианта его исполнения.

В первом варианте исполнения промежуточный элемент 4 соединяет термостойким адгезивом холодного отверждения оболочку 1 и носок 3. В силу обеспечения требований по широкополосности, конструктивные элементы имеют минимальные толщины порядка 1,5-2 мм, а значит температурные и силовые нагрузки, действующие на узел соединения очень велики. Главной задачей при проектировании соединения является поиск высокотемпературного адгезива с хорошей диэлектрической проницаемостью. Одним из решений, удовлетворяющих требованиям, являются адгезивы на основе кремнийорганических соединений, которые обладают приемлемыми диэлектрическими свойствами и выдерживают высокие температуры. Был опробован ряд адгезивов холодного отверждения на кремнийорганической основе. Например, адгезивы типа К-400 позволили добиться работоспособности конструкции при температуре 400°С. Дальнейшие поиски привели к испытаниям узла с применением адгезивов типа ВК-58 и эти термостойкие адгезивы холодного отверждения обеспечили соединение носка и оболочки длительно при температурах от -60°С до +250°С и при 500°С кратковременно.

В другом варианте исполнения был применен адгезив горячего отверждения с неорганическим наполнителем аналогичным материалу оболочки (кварцевая стеклоткань). Выбор адгезива был произведен из условий максимально эффективной совместной работы промежуточного элемента и оболочки. Было опробовано и использовано фенолформальдегидное связующее, применяемое для пропитки оболочки. Полимеризация адгезива проводилась после сборки носка, оболочки и промежуточного элемента совместно с оболочкой, что придало соединению прочность основной конструкции.

Следующим важным элементом рассматриваемой конструкции является оболочка, которая должна обеспечивать радиотехнические характеристики в широком диапазоне частот. Для выполнения этих требований в качестве материала оболочки был применен стеклопластик на основе кварцевой ткани, у которого достаточно высокие показатели коэффициента прохождения для электромагнитных волн. В связи с необходимостью реализации проницаемости оболочки в широкополосном диапазоне, она была выполнена с разнотолщинной стенкой. На расстоянии равном не менее 0,4 длины обтекателя от вершины носка толщина стенки оболочки составляет не более 2,0 мм и плавно увеличивается к ее торцу не более чем в 5 раз. При профилировании стенки согласно описанным требованиям РТХ толщина в ее передней части составляет 1,5-2 мм, соответственно утонение оболочки ведет к увеличению теплового потока, проходящего через нее, что вызывает большие тепловые и прочностные нагрузки на конструкцию оболочки и обтекателя в целом.

Работоспособность тонкостенной стеклопластиковой оболочки в условиях высокотемпературного режима является критичной с большой вероятностью потери ее устойчивости и герметичности. Для решения этой проблемы, для упрочнения и герметизации обтекателя, была применена пропитка пористого материала оболочки кремнийорганическим полимером типа МФСС-8. Это позволило создать тонкостенную конструкцию обтекателя со сложнопрофилированной стенкой, работающего в высокотемпературном диапазоне и широкой полосе пропускания электромагнитных волн.

Важным элементом конструкции является соединение оболочки с металлическим кольцом (фиг. 3). Кольцо 2 соединяется с оболочкой 1 крепежными элементами 5, например, винтами, вкручиваемыми с внутренней стороны кольца 1 в предварительно подготовленные отверстия в оболочке, заполненные герметиком, не имеющие выхода на ее наружную поверхность. Таким образом, реализовано клее - механическое соединение стеклопластиковой оболочки с металлическим кольцом, не нарушающее герметичности оболочки. Возможно расположение крепежных элементов в шахматном порядке. При этом увеличивается зона механического крепления и повышается жесткость и общая прочность обтекателя.

Для обеспечения герметичности соединения металлического кольца с оболочкой на наружную поверхность металлического кольца 2 наносится слой эластичного адгезива (герметика типа У-2-28), после чего кольцо вставляется в оболочку 1. На внутреннюю поверхность металлического кольца нанесен слой эластичного адгезива (герметик типа У-2-28), выходящий за его пределы в зону лакокрасочного покрытия оболочки не более, чем на 20 мм, это позволяет обеспечить герметичность зоны стыка и необходимый контроль его исполнения.

Комплексом вышеперечисленных мер обеспечивается прочность и герметичность рассматриваемого соединения.

Для обеспечения возможности доводки обтекателя на завершающем этапе его изготовления на наружную поверхность оболочки обтекателя наносится ряд дополнительных слоев высокотемпературной кремнийорганической шпатлевки типа КО-0070. Это обеспечивается конструктивной особенностью оболочки, а именно тем, что ее толщина в радиопрозрачной зоне мала и небольшое изменение, реализуемое нанесением покрытия, ведет к изменению диэлектрических характеристик.

Изобретение позволит разрабатывать и изготавливать сверхширокополосные обтекатели высокоскоростных ракет класса «воздух-поверхность».

Широкополосный антенный обтекатель, включающий однослойную конусообразную оболочку, носок и промежуточный конусообразный элемент, расположенный изнутри в зоне стыка конусообразной оболочки и носка, выполненные из диэлектрических материалов и соединенные между собой, с нанесенным на внутреннюю и наружную поверхности обтекателя лакокрасочным покрытием, металлическое кольцо, жестко скрепленное с конусообразной оболочкой, отличающийся тем, что оболочка выполнена из стеклопластика на основе кварцевой ткани и фенолформальдегидного связующего, в поровое пространство которого введен кремнийорганический полимер, на расстоянии, равном не менее 0,4 длины обтекателя от вершины носка, толщина стенки оболочки составляет не более 2,0 мм и плавно увеличивается к ее торцу не более чем в 5 раз, на наружную поверхность оболочки нанесена термостойкая шпатлевка на кремнийорганической основе, оболочка, носок и промежуточный конусообразный элемент соединены радиопрозрачным термостойким адгезивом холодного отверждения с порошковым неорганическим наполнителем или горячего отверждения с наполнителем, аналогичным материалу оболочки, крепление оболочки с металлическим кольцом выполнено клеемеханическим соединением посредством крепежных элементов, установленных с внутренней стороны кольца в глухие отверстия в оболочке, и эластичным термостойким адгезивом холодного отверждения, на внутреннюю поверхность металлического кольца нанесен слой эластичного герметизирующего материала, выходящий за пределы кольца в зону лакокрасочного покрытия оболочки не более чем на 20 мм.
Широкополосный антенный обтекатель
Широкополосный антенный обтекатель
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 136 items.
10.10.2015
№216.013.80e9

Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к конструкциям герметичных разъемных соединений отсеков корпуса летательных аппаратов и, в особенности, к конструкциям герметичного соединения обтекателя с отсеком корпуса летательного аппарата. Быстроразъемное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564598
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.824b

Способ изготовления трехслойной панели из композиционного материала

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей из композиционного материала и может быть использовано для получения панелей авиационной и космической техники, например для изготовления корпусных деталей фюзеляжа самолета. При формировании первой обшивки трехслойной панели по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564952
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.10.2015
№216.013.853c

Способ изготовления сотового заполнителя

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны. Способ включает нанесение клеевых полос...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565711
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.12.2015
№216.013.9b89

Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано для проектирования аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Предлагаемый способ воспроизведения аэродинамического нагрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571442
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.02.2016
№216.014.bf1e

Способ получения полидисперсного порошка карбида бора

Изобретение относится к производству неорганических соединений, конкретно к карботермическому способу получения полидисперсных порошков карбида бора, предназначенных для получения на их основе абразивных порошков для шлифования и ударопрочной керамики. Способ включает смешивание борной кислоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576041
Дата охранного документа: 27.02.2016
10.05.2016
№216.015.3bbc

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Сущность: осуществляют воспроизведение аэродинамического силового и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583353
Дата охранного документа: 10.05.2016
20.05.2016
№216.015.3f07

Способ контроля узла соединения керамического обтекателя

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА). Сущность: осуществляют силовое нагружение на сдвиг и измерение деформаций соединения. Силовое нагружение прилагают вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584439
Дата охранного документа: 20.05.2016
13.01.2017
№217.015.6b5c

Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, а именно к устройствам для измерения толщины стенок пустотелых деталей вида оболочек вращения. Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения содержит основание с направляющими, на котором размещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592725
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6c04

Клиновое соединение

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения полых трубчатых деталей и узлов конструкций ракет, эксплуатируемых в условиях воздействия высоких температур и вибраций, и направлено на повышение надежности соединения деталей и снижение трудоемкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592767
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.70c9

Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного материала (изделия) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани

Изобретение относится к области получения высокотермостойких радиопрозрачных материалов. Технический результат изобретения заключается в защите стеклоткани от термодеструкции, обеспечении диэлектрических и прочностных характеристик материала в режимах одностороннего нагрева до 1200°C при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596619
Дата охранного документа: 10.09.2016
Showing 1-10 of 166 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.09.2013
№216.012.6acb

Специальный станок с чпу

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках с ЧПУ для обработки шлифованием деталей в виде тела вращения с криволинейным профилем из керамических материалов. Станок содержит станину с направляющими, переднюю бабку для установки обрабатываемой детали,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492990
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.70b5

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494504
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.8649

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500055
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.89f8

Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501002
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.03.2014
№216.012.a959

Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509068
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8f0

Способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513072
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba2d

Способ изготовления антенного обтекателя из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513389
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.05.2014
№216.012.c33a

Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515737
Дата охранного документа: 20.05.2014
+ добавить свой РИД