玻璃钢双曲高性能雷达天线罩的研制

1  前 言

       雷达天线罩是集电气性能、结构强度、刚度、气动外形和特殊功能要求于一体的功能结构件，其主要作用是保护天线系统免受外部环境的影响，延长整个系统的各部分寿命，保护天线表面和位置的精度。雷达夭线罩是提高综合火控系统作战能力的重要部件，而且提高雷达天线罩性能所付出的投资与提高雷达的性能相比，是事半功倍的工作。

       本文研制的天线罩具有双曲面和高性能的特点，特别是核心区电学性能要求高，有耐环境要求，外形和表面质量有严格要求，对天线罩的制造提出了一系列挑战（主要是如何通过合理的铺层设计达到高电性能的要求和实际制造过程中的可行性问题）。本文对该天线罩所用的材料体系、模具设计、下料设计、装配工艺、成型工艺方案和制造技术进行系统研究，研制了满足要求的蜂窝夹层结构雷达天线罩。该天线罩的罩体剖面为蜂窝夹层结构，如图1所示。
    
  2  天线罩材料体系和制造工艺

        合适的天线罩材料体系为天线罩的研制提供了物质基础和可能，而合理的制造工艺使这种可能成为现实。
       
        2.1  天线罩所用的材料体系及工艺要求

        天线罩所选用的材料体系如表1所示：
        
    
       本天线罩要求严格保证天线罩核心区域的电性能（玻璃布不得有搭接）、外表面光滑、厚度均匀、NOMEX蜂窝与内外蒙皮胶接无脱粘。
      
       本雷达天线罩具体的工艺流程如图2所示，其中模具的设计制造、内外蒙皮的下料和外蒙皮的装配是关键工.

       2.3  模具技术

       模具技术是复合材料制造技术的重要内容，是保证复合材料质量的重要前提。复合材料成型模具主要有凹模和凸模等结构形式，其特点如表2所示。实际操作中具体选用哪种形式，主要决定于制品的外形、尺寸公差、表面质量和其他特殊的要求等。
    
      本天线罩结构为蜂窝夹层结构，且在核心区有金属网，金属网位置要求非常严格。为了保证金属网的定位，内蒙皮成型模具选用凸模。另外由于天线罩要求外蒙皮表面光滑，外蒙皮也需单独成形，所以另外制造一外蒙皮模具。考虑到零件的脱模比较困难，为此专门设计了脱模装置。

       需要指出的是，由于内外蒙皮分别成形，就涉及到外蒙皮的装配问题，这个问题在后面专门讨论。

       2.4  内外蒙皮下料形状的优化设计

       天线罩核心区对电性能有严格要求，其它区域对电性能也有较严格要求。核心区和其它区域对电性能的要求转化到实际的制造过程中就是对下料形式和铺叠的严格要求。根据上述要求我们对下料形式提出如下要求：

       (1)核心区的玻璃布必须为一整块，不得有搭接行为。
       (2)其它区域的搭接缝宽度尽量小。
       (3)为了保证强度，蒙皮铺层的搭接缝尽量避开。