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雷達罩
來源:互聯網

雷達罩用來保護雷達、起降導航系統天線等,因此對電性能有嚴格要求,一般用非金屬夾層或疊層結構制造。因此,雷達罩體不能干擾雷達系統的正常工作。由于雷達罩由非金屬材料制成,必須采取防雷擊措施,一般在機體上安置防雷分流條并與機身金屬結構構成通路。雷達罩結構設計時,多采用玻璃纖維、芳綸纖維等介電材料制成的玻璃鋼材料,以保證電波透過,又滿足強度和剛度要求,并且易于按要求制出所需的形狀。在雷達罩結構上,玻璃聚、玻璃環氧、玻璃、醛這些傳統的玻璃鋼材料占據主導地位。

簡介

隨著現代高科技的發展,雷達大量應用于飛機、導彈、航海等領域,雷達罩的運用也日趨廣泛。雷達罩的存在,延長了天線的使用壽命,簡化了天線的結構,減輕了結構的重量。雷達罩作為雷達系統的重要組成部分,其性能好壞直接影響到雷達系統的功能。可以說,雷達罩與天線同等重要。要求雷達罩對天線的電磁輻射特性的影響最小,并且滿足戰術技術指標的要求。

雷達罩技術綜合了材料、工藝、機械、電磁、空氣動力學和結構力學等學科的知識,設計和制造難度較大。由于雷達罩工作在一種復雜的特殊環境中,對材料的要求十分苛刻,主要使用玻璃纖維復合材料

國外出現了抵御反輻射導彈襲擊的防彈天線罩,能抗高速破片和沖擊波的打擊。

常用的幾種材料

1、在透波復合材料中最早使用的是E玻璃纖維,后來又有特種玻璃纖維, 是指高強度玻璃纖維(S-glass),高模量玻璃纖維(M-glass)和低介電玻璃纖維(D-glass)。真正用于雷達罩的專用玻璃纖維主要是D玻璃纖維、石英纖維和高硅土玻璃纖維,D玻璃纖維專用于雷達罩,它具有較低的介電常數和正切損耗,但同時,機械性能較低,一般僅為E玻璃纖維的70%,為達到一定的介電性能時,往往采用 D玻璃纖維。

2、高硅氧玻璃纖維中二氧化硅的含量為91~99%,它是以酸浸洗E玻璃纖維,除去堿金屬,再于670~800℃加熱燒結而形成高硅氧玻璃纖維。

3、芳綸纖維是高度定向的芳香族聚胺纖維的統稱,其代表品種為杜邦生產的凱夫拉49,其性能見表1示。由于芳綸纖維具有較低的密度、優越的抗沖擊性和比剛度高、比強度高等特性,在航空上得到廣泛應用,一度有取代玻璃纖維的趨勢。

4、石英纖維的化學成份是純度達99.5% 以上的二氧化硅,經熔融制成纖維,其介電常數和正切損耗與上述玻璃纖維相比都是最小的,石英纖維的機械性能取決于制造工藝技術,另外,石英纖維的線膨脹系數較小,而且具有彈性模量隨溫度增高而增加的罕見特性。

5、聚乙烯纖維是密度最小,介電性能優良的一種增強纖維,由于其表面惰性導致纖維與樹脂粘附性差,必須對纖維進行表面處理,同時選擇合適的樹脂體系。超高模量聚乙烯纖維(UHMPE),如DYNEEMA和Spectra系列,強度高、不吸水抗沖擊,在X波段至mm波段范圍內,具有優良的介電性能,與樹脂浸潤性好,復合材料的防彈性和力學性能在高溫下保持穩定,是一種很有前途的高性能雷達罩增強材料。常與其他纖維混合成透波混雜復合材料使用。例如Spectra/玻璃纖維(25/75 )復合材料的介電常數為2.9; Spectra/石英混雜體系能夠獲得優良的電/機械性能。國外導彈天線罩大多已采用此種纖維。

國內主要用料

國內透波復合材料使用的增強纖維仍以E玻璃纖維和S玻璃纖維為主,M玻璃纖維只有較少量使用。雷達天線罩用增強纖維(織物)仍以E-玻璃纖維(密度=2.54g/cm3、ε=6.13、tgδ=0.0055)和S-玻璃纖維(密度=2.49、ε=5.12、tgδ=0.0068),同類纖維國外密度比國內低0.15左右,ε低0.2左右、tgδ小0.0015左右。且纖維種類少,織物種類更少,只有兩維仿形編織套。

ep仍是雷達罩最常用的樹脂基體之一。由于先進雷達罩對全頻帶、低介電損耗、耐高溫,耐天候等性能要求的不斷提升,其他如酸酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、PF有機硅樹脂等。

氰酸酯樹脂是目前國內研究的熱點,它具有出色的介電性能,同時還具有耐高溫、低吸濕率、低熱脹系數、優良的力學性能和粘接性能,以及良好的工藝性。氰酸酯已成功地應用于雷達罩。為了進一步改性和提高性能價格比,氰酸酯樹脂通常與ep共混使用,氰酸酯樹脂環氧樹脂/共混物不是簡單的物理共混物,兩者之間存在著復雜的共聚反應。陳平等采用氰酸酯改性聚丙烯體系,使改性的環氧樹脂體系介電性能提高。尹劍波等利用環氧沒藥樹和雙馬來酰亞胺樹脂做改性劑,對氰酸酯樹脂進行共聚改性,經改性后的基體具有優異的介電性能,介電常數為2.25,介電損耗角tgδ <10-4(10kHz)。

用此種纖維。

參考資料 >

..2024-03-27

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