一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩制造技术

一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，该隔热罩固定在雷达罩内部，所述的隔热罩整体为旋转体结构，该隔热罩的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者与雷达罩的内部形状局部共形，或者呈半球形结构，隔热罩的材料选择具有低介电常数的氧化物材料或气凝胶基复合材料，具有良好隔热性能，同时具有高透波性能以及低瞄准线误差性能。本发明专利技术通过合理选择隔热罩材料及结构，使得雷达罩及隔热罩之间产生的反射在一定工作频率范围内互相抵消以致变得非常小，从而在不大幅降低电性能的基础上，显著提升雷达罩的热性能，并保持优异的透波和瞄准线误差等电性能，解决了高温条件下雷达罩隔热性能不佳的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩。
技术介绍
雷达罩是集电气性能、结构强度、气动外形和特殊功能要求于一体的功能结构件，是保护天线系统在恶劣环境条件能够正常工作的一种设施。电气性能是评价天线罩优劣的决定性指标，随着飞行马赫数的增加，对雷达罩性能特别是电性能的要求随之提高。高超音速飞行器在大气层中飞行，存在严重的气动加热现象，再入阶段的气动加热环境更加恶劣，其表面温度达1000℃以上，甚至更高。装载的制导用信号接收天线与自带的透波雷达罩装置组装成为一体，安装在天线窗口上，雷达罩装置既是制导系统的重要组成部分，又是飞行器结构的一部分，同时承担着导流、防热、透波和承载等多种功能。该装置必须具备良好的热防护能力、抗冲击振动力学性能和良好的电气性能，雷达罩设计也就成为高超音速飞行器用天线设计制造的研究重点，其热防护能力更是成为结构设计重点关注的内容之一。雷达罩隔热材料必须在考虑耐高温特性的同时还应满足以下基本要求：1、具有优良的介电性能。雷达罩材料一般要求具有低的介电常数和损耗角正切，同时还应在温度明显变化（常温及气动加热后的高温）时，其介电常数及损耗角正切不能有明显变化。材料的损耗角正切越大，电磁波能量在透过雷达罩过程中损耗的能量就越多。2、抗热冲击性能好。气动加热导致的雷达罩表面温度与飞行速度的平方成正比，高超音速飞行器再入段飞行时在雷达罩罩壁上产生的热变化率可达500℃/s以上，瞬时的急剧温升会在沿雷达罩轴线方向罩壁的法线方向形成多个温度梯度，从而产生很大的热应力。雷达罩隔热材料必须具有很低的线膨胀系数和优良的抗热冲击的能力。3、可制造和加工性。材料可制造性和可加工性好，隔热罩各个部位应均匀。专利CN102248732B中，涉及一种透波-防热叠层材料的制备方法，分别对石英纤维增强复合材料和石英纤维复合隔热材料进行机械加工和表面处理，再将两种材料粘接在一起，进行干燥固化得到透波-防热叠层材料，侧重材料制备技术，不涉及器件制备。专利CN102531521B中，公开了一种常压干燥制备透波SiO2气凝胶隔热复合材料的方法，没有涉及该种材料的透波和隔热性能的设计和实际效果。专利CN102642350B中，描述了一种耐高温隔热三明治结构陶瓷复合材料及其制备方法，结构方式采用三明治结构，芯层为耐高温无机纤维增强的气凝胶复合材料层，芯层上下表面复合有耐高温无机纤维增强氧化物陶瓷复合材料表面板，没有涉及罩体器件的制备。与上述具有代表性的相关专利相比，本专利技术所涉及的是一种具有高透波及低瞄准线误差性能的特定结构的隔热罩，通过选择合适的隔热材料，以及与雷达罩实现透波、瞄准线误差以及隔热性能的融合设计，满足雷达罩的机、电、热等性能要求，具有显著的技术特点。
技术实现思路
本专利技术提供一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，通过合理选择隔热罩材料及结构，使得雷达罩及隔热罩之间产生的反射在一定工作频率范围内互相抵消以致变得非常小，从而在不大幅降低电性能的基础上，显著提升雷达罩的热性能，并保持优异的透波和瞄准线误差等电性能，解决了高温条件下雷达罩隔热性能不佳的难题。为了达到上述目的，本专利技术提供一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，该隔热罩固定在雷达罩内部，所述的隔热罩整体为旋转体结构，该隔热罩的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者与雷达罩的内部形状局部共形，或者呈半球形结构，隔热罩的材料选择具有低介电常数的氧化物材料或气凝胶基复合材料，具有良好隔热性能，同时具有高透波性能以及低瞄准线误差性能。所述的隔热罩的罩壁结构采用多孔的瓦楞结构、或者多孔的球形曲面结构、或者多孔的瓦楞结构和多孔的球形曲面结构的组合。当雷达罩受到电磁波辐射时，隔热罩的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者隔热罩呈半球形结构，当雷达罩不受到电磁波辐射时，隔热罩的外形结构与雷达罩的内部形状局部共形。所述的隔热罩的材料结构是泡沫结构、纤维结构、或气凝胶状结构中的任意一种或一种以上的机械组合。所述的氧化物材料是二氧化硅、氧化铝、或含硅、铝衍生物中的任意一种或一种以上的机械组合。隔热罩的材料的介电常数小于等于10，损耗角正切小于0.01。通过粘结方式或者机械连接方式将所述的隔热罩和雷达罩固定连接为一体。本专利技术通过合理选择隔热罩材料及结构，使得雷达罩及隔热罩之间产生的反射在一定工作频率范围内互相抵消以致变得非常小，从而在不大幅降低电性能的基础上，显著提升雷达罩的热性能，并保持优异的透波和瞄准线误差等电性能，解决了高温条件下雷达罩隔热性能不佳的难题。附图说明图1是本专利技术提供的隔热罩的安装结构示意图。图2是图1中A部的放大图。图3为雷达罩装配隔热罩前后的内部温度比较的曲线图。图4为雷达罩装配隔热罩前后的透波率比较的曲线图。图5为雷达罩装配隔热罩前后的瞄准线误差比较的曲线图。具体实施方式以下根据图1～图5，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1和图2所示，本专利技术提供一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，该隔热罩2固定在雷达罩1内部，通过粘结方式或者机械连接方式（如图1和图2中所示的金属转接结构3）将所述的隔热罩2和雷达罩1固定连接为一体。所述的隔热罩2整体为旋转体结构，即特定曲线绕对称轴旋转而成的，隔热罩2的罩壁结构采用多孔的瓦楞结构、或者多孔的球形曲面结构、或多孔的瓦楞结构和多孔的球形曲面结构的组合（“组合”是指隔热罩上一部分是多孔的瓦楞结构，另一部分是多孔的球形曲面结构）。所述的隔热罩2外形结构根据雷达罩透波和瞄准线误差性能同时考虑空间尺寸进行设计，该隔热罩2的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者与雷达罩的内部形状局部共形，或者呈半球形结构，其中，当雷达罩1受到电磁波辐射时，需要采用整体共形或半球形隔热罩，从而在一定工作频率范围减小雷达罩1及隔热罩2之间的反射，当雷达罩1不受到电磁波辐射时，采用局部共形隔热罩，起到隔热效果。所述的隔热罩2的材料选择具有低介电常数的氧化物材料或气凝胶基复合材料，具有良好隔热性能，同时具有高透波性能以及低瞄准线误差性能。此外，隔热罩2的材料的介电常数一般控制在10以内，且损耗角正切小于0.01。所述的隔热罩2的材料结构是泡沫结构、纤维结构、或气凝胶状结构中的任意一种或一种以上的机械组合（机械组合是按照不同位置对介电性能、强度等性能特征的要求，选择不同的结构，最终机械组合在一起）。所述的氧化物材料是二氧化硅、氧化铝、或含硅、铝衍生物中的任意一种或一种以上的机械组合。实施例1基于一种纤维增强高分子基复合材料雷达罩，根据微波传输线理论及温度要求，设计隔热罩的形状与厚度，并选择纤维增强SiO2气凝胶基复合材料作为隔热罩材料，以制备高透波低瞄准线误差的隔热罩。隔热罩采用半球形结构，半球形隔热罩直径与雷达罩最大内径相同，通过粘接方式使隔热罩和天线罩连接为一体。分别对带有隔热罩的雷达罩，以及不带有隔热罩的雷达罩进行热性能研究，两者的热性能比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，其特征在于，该隔热罩（2）固定在雷达罩（1）内部，所述的隔热罩（2）整体为旋转体结构，该隔热罩（2）的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者与雷达罩的内部形状局部共形，或者呈半球形结构，隔热罩（2）的材料选择具有低介电常数的氧化物材料或气凝胶基复合材料，具有良好隔热性能，同时具有高透波性能以及低瞄准线误差性能。

【技术特征摘要】
1.一种具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，其特征在于，该隔热罩（2）固定在雷达罩（1）内部，所述的隔热罩（2）整体为旋转体结构，该隔热罩（2）的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者与雷达罩的内部形状局部共形，或者呈半球形结构，隔热罩（2）的材料选择具有低介电常数的氧化物材料或气凝胶基复合材料，具有良好隔热性能，同时具有高透波性能以及低瞄准线误差性能。
2.如权利要求1所述的具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，其特征在于，所述的隔热罩（2）的罩壁结构采用多孔的瓦楞结构、或者多孔的球形曲面结构、或者多孔的瓦楞结构和多孔的球形曲面结构的组合。
3.如权利要求1所述的具备高透波低瞄准线误差的隔热罩，其特征在于，当雷达罩（1）受到电磁波辐射时，隔热罩（2）的外形结构与雷达罩的内部形状整体共形，或者隔热罩（2）呈半球形结...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾昊，王敏，樊鸣鸣，余兴，冯红全，玄晓波，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31