雷达天线罩装配工艺分析及设计

雷达天线罩装配工艺分析及设计
摘要：某型飞机大曲率V形结构天线罩在结构装配及使用维护中存在诸多缺陷，本文通过对天线罩装配过程中紧固件不匹配、天线罩与机体结构连接不合理、天线罩装配过程不协调等问题进行优化完善，从而提高了某型飞机天线罩装配、
维护质量，并为后续类似飞机结构装配提供了一定的依据。

关键词：天线罩，装配，优化
引言
天线罩是在保证天线系统功能的情况下，保护其不受机体外部环境影响的结
构件，在军事设施中有着广泛的应用，飞机上的天线罩还起到保证飞机的气动外形，减小飞机阻力的作用。

在飞机起飞、降落和飞行过程中，因受高速气流、沙
粒等空气中颗粒物的冲击，易造成天线罩损伤，降低罩体的机械强度、刚度和透
波系数。

同时，飞机在高速飞行时与空气等剧烈摩擦而产生的静电会干扰无线电
导航、制导和通信设备的性能发挥。

为保证飞机的气动性能、结构强度等因素，
飞机上基本上采用流线型较好的天线罩，且在飞机使用过程中，为保证天线罩时
刻具备良好的电磁特性，须对天线罩定时进行拆卸维护，便会加大飞机天线罩的
装配难度。

1陶瓷质天线罩胶接用粘接剂的分类
陶瓷天线罩粘结区设计温度一般低于350℃，所用胶粘剂根据化学成分分为
有机硅橡胶胶粘剂和环氧胶粘剂两类。

硅橡胶胶粘剂采用硅橡胶制成，材料具有
一定的弹性，粘结强度一般在2 MPa ~ 5 MPa之间，耐高温性较好，耐高温性大
于200℃，抗老化性能较高，使用寿命可达环氧树脂粘附物是以环氧树脂为基础的，在硬化剂作用下，使用环氧按钮固化反应。

胶粘剂粘结强度高，常温下可达
20MPa以上，耐温性能良好，局部改性胶粘剂短时间内可承受250℃以上。

硅橡
胶胶粘剂根据硫化化学反应模式分为可伸缩硅橡胶胶粘剂和模塑硅橡胶胶粘剂。

环氧树脂粘结强度较高，材料体强度较高，经改性后可承受250 c以上高温。

环
氧树脂胶粘剂在陶瓷天线掩模上的应用主要集中在耐高温耐磨性环氧树脂上。

2施工方法
根据一般天线的特点，应考虑是否可以利用天线的俯仰运动,即使是作为提
升天线外壳中主要结构部件的一种手段。

要使用天线的这种特性，天线上必须有
绳位此位置高于所有已更换的结构件的位置，在天线处于90天状态时，反射表
面中已更换的结构件可以升高(或分散)，在天线的切向位置处，已更换的结构件
可以从以下位置转移(或升高)天线处于天空状态时，二级反射面支承三脚架是整
个结构系统的最高位置，位于进料面和二级反射面上方，因此可以在支承三脚架
上选择合适的位置来捕捉绳子。

为了进行升降和放权工作，需要将要更换的结构
构件转移到主反射面，光靠天线的俯仰运动是不够的，还需要使用其他起重工具。

手提式提升机是常用的提升机，但根据测量，在天线的俯仰状态下，二次反射面
主张三脚架的高度仅为地面14.5米，因此手提式提升机不能满足跑步高度和可
靠性辅助提升机的使用要求，具有很大的安全风险电动葫芦可以满足升降高度的
升降要求，但普通电动葫芦(标称起重重量1t)重(约0.12t)，如何将如此重的葫
芦悬挂在二级反射面以支撑三脚架是一个新问题。

为了将葫芦挂在辅助反射面上
以支撑三脚架，场地可以考虑先用手拉葫芦，将辅助反射面放在电源天花板上的
三脚架上固定，使葫芦脱离悬置位置，然后倾斜天线，利用葫芦的升降能力提升
自己。

3天线罩粘接装配技术与装备开发
3.1连续纤维增强预制体
在纤维增强方面，应用较多的纤维为石英纤维和玻璃纤维。

俄罗斯早在2005
年就已展示了采用玻璃纤维制成的多种型号导弹天线罩。

采用玻璃纤维缠绕成形
的天线罩主要有波音飞机公司“波马克”导弹CIM⁃10、美国的霍克导弹和前苏联
的SA⁃6导弹。

国内有航天材料及工艺研究单位较早对天线罩结构材料进行了研究，目前已能独立自主地设计和制造各类天线罩。

已成功研制并应用于多种型号上的
天线罩，较多采用石英纤维作为核心纤维材料，针刺织物、三向正交织物作为增
强体，树脂、二氧化硅作为基体。

如国内发明了一种适用于先进航空器及航天飞
行器雷达罩的最佳透波材料，将各种形式的石英纤维材料采用针刺技术制成3D
预制件，最终制备成复合材料。

连续纤维增强有着增韧、增强的作用，克服了陶
瓷基体对裂纹和热冲击的敏感性，近年来研究热度居高不下。

但因在导弹天线罩
上应用的特殊性，较少能查询到相关的应用情况。

整体上与国外相比，我国连续
纤维增强的氮化物体系才刚起步，尤其是在纤维增强体的工艺技术方面，与国外
仍存在较大差距，需要不断学习国外先进经验，促进技术不断改进，使新型陶瓷
材料逐步在导弹天线罩上得到广泛应用。

3.2无机盐溶液浸渍固化法
无机盐聚合法制备陶瓷基复合材料的过程中，涂料主要应用于石英纤维或氧
化硅纤维织物，真空状态下应用于浸渍处理的磷化溶液；将温度提高到150°c
至200°c的范围内，并将压力提高到1 MP a至1.5 MPa的范围内，可使相应的
预成型凝固。

采用上述工艺得到的陶瓷基复合晶须具有理想的电气性能稳定性和
相对较高的弯曲强度，可在1200℃下正常使用。

通常，当环境温度稳定在
1500°c至1800°c以下时，基于此复合材料的电缆护套可提供最佳性能。

3.3陶瓷天线罩胶接结构设计
粘合剂不仅在护盾和陶瓷结合环的装配过程中粘接固定，而且起到一定的保
温作用，在操作条件之间的机械变化中起着一定的作用。

因此，为了提前测试胶
层间隙、同心度等，通常需要在设计过程中进行仿真，同时考虑涂抹时脉冲变化
对粘接强度的影响，并考虑粘接区域的热状态。

粘合剂的导热性比陶瓷小得多，
胶层厚度的增加可以有效地减少传热，降低内部金属连接区域的温度，减少金属
连接环的热膨胀。

但是，随着接头之间的间隙增大，粘结缺陷增加，胶体压缩量
相应增加，屏蔽和连接环的安装尺寸会发生显着变化，从而产生粘结效果。

粘贴
酚醛树脂时通常使用较小的粘接间隙、较大的压强，粘贴过程中的操作相对较高，使用难度较大。

贴上的结果会有很大差异，从较好的作业到较不成功的作业。

500℃以上的粘结剂一般用作无机盐胶粘剂。

磷酸盐粘合剂的热膨胀系数低，可
以减小或缓冲金属结合环的热膨胀，减少体积变化引起的热应力问题，并且更能
抗高温粘结剂。

结束语
总之，陶瓷基复合材料不仅耐高温、耐高温、耐磨性强、耐磨性强，而且有
效地克服了陶瓷的易损性，因此在目前的氡制备中得到了应用。

采用无机浸渍法、有机先锋机构浸渍法和无机盐溶液浸渍聚合法，可以制备基于陶瓷基复合材料的
晶状体，特别是陶瓷基复合材料的优化具有。

参考文献
[1]蒋苏苏,沈红祥,李兴勇,张兰兰,杜方辉.热力学仿真在天线罩热防护设计
中的应用[J].机械制造与自动化,2019,48(06):139-141.
[2]俞阳椿.膜式天线罩组合结构协同变形研究[D].南京理工大学,2020.
[3]练志峰.天线罩电性能设计与优化关键技术研究[D].南京航空航天大
学,2020.
[4]海兆成.浅析天线罩等效样件的电性能测试[J].电子制作,2018(10):20-
21+49.。