CN110429381A - 一种夹层结构天线罩 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机结构设计技术领域，具体涉及一种夹层结构天线罩。该天线罩采用C型蜂窝夹层结构形式，主体是透波复合材料，所述C型蜂窝夹层结构从内至外是由内蒙皮、第一蜂窝芯层、中蒙皮、第二蜂窝芯层和外蒙皮组成的夹层结构。为了进一步增强其性能，内蒙皮和外蒙皮包含Kevlar纤维层和玻璃纤维层，两种纤维采用层间混杂的方式进行铺层，中蒙皮为单纯的玻璃纤维层，在内、中蒙皮和中、外蒙皮中间采用介电损耗小、密度低的蜂窝芯层。采用本发明提出的一种夹层结构天线罩，其主体是复合材料，重量较轻，能够有效减重，坠落到海上后易于漂浮，有效提高搜救成功率。

Description

一种夹层结构天线罩

技术领域

本发明属于飞机结构设计技术领域，具体涉及一种夹层结构天线罩。

背景技术

飞机遇险失事后，专业搜救人员通常根据飞行技术参数和通信信息进行事故分析，上述信息通常由飞机上特定的航空搜救通信设备记录。为了在失事后便于搜寻，搜救通信设备带有定位天线，调查人员用特定的接收机进行搜索，发现信号即可确定设备位置。搜救通信设备从飞机上抛射下来后，若坠落在陆地上，会由于受到巨大的坠撞冲击载荷而损坏，因此，需要采取防护措施。目前一般是在搜救通信设备的外部包裹金属防护层，但金属防护层会严重影响天线的定位功能，增加搜索难度，而且金属防护层的刚度大，吸收的能量少，减振作用不明显，此外，金属防护层的密度大，重量较重，若搜救通信设备坠落到海上，不易漂浮。

从安全性角度出发，目前搜救通信设备的外部包裹金属防护层，金属防护层会严重干扰天线的定位功能，增加搜索难度，天线罩的设计需要解决搜救通信设备外部的防护罩高强度要求的“厚实”和高透波要求的“透明”之间的矛盾，使之既能满足坠撞冲击强度要求，又能实现准确定位功能。

发明内容

发明目的：为了解决搜救通信设备外部的防护罩高强度和高透波矛盾的难题，提出了一种夹层结构天线罩。

技术方案：一种夹层结构天线罩采用C型蜂窝夹层结构形式，主体是透波复合材料，所述C型蜂窝夹层结构从内至外是由内蒙皮、第一蜂窝芯层、中蒙皮、第二蜂窝芯层和外蒙皮组成的夹层结构。

进一步的，为了显著增强天线罩的抗冲击性能和良好的电磁透波性能，夹层结构中的内蒙皮和外蒙皮均包含Kevlar纤维层和玻璃纤维层，两种纤维采用层间混杂的方式进行铺层；中蒙皮则为单纯的玻璃纤维层，在内、中蒙皮间以及中、外蒙皮间采用介电损耗小、密度低的蜂窝芯层。

一种如上述夹层结构天线罩的制备方法，该方法包括以下步骤：

第一步，成型天线罩的内蒙皮，内蒙皮铺层完成后在热压罐中固化成型；

第二步，在内蒙皮的玻璃纤维层上放置加工好的第一蜂窝芯层，在热压罐中固化成型；

第三步，在蜂窝芯层的外表面铺设中蒙皮，铺层完成后在热压罐中固化成型；

第四步，在中蒙皮上放置加工好的第二蜂窝芯层，在热压罐中固化成型；

第五步，在蜂窝芯层的外表面铺设外蒙皮，铺层完成后在热压罐中固化成型，最终得到成型的夹层结构天线罩。其中，内、外蒙皮由玻璃纤维层和Kevlar纤维层按照层间混杂的形式进行铺层，中蒙皮为单纯的玻璃纤维层。

为了便于固化成型，蜂窝夹层结构中相连两层之间设置有胶膜。

有益技术效果：本发明可以解决搜救通信设备外部防护罩耐坠撞冲击安全性能要求的厚壁和高透波要求的薄壁之间的矛盾，本发明提出的夹层结构天线罩不仅能够承受高达3500J的坠撞冲击载荷，吸收冲击能量，起到有效的隔振和减振作用，并且具有良好的电磁透波性能，能够满足天线的定位功能；与此同时，该结构主体是复合材料，重量较轻，能够有效减重，坠落到海上后易于漂浮，有效提高搜救成功率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明技术方案作进一步的说明：

如图1所示，一种夹层结构天线罩，天线罩罩壁由内至外是由内蒙皮、第一蜂窝芯层5、中蒙皮4、第二蜂窝芯层3和外蒙皮组成的C型夹层结构，该夹层结构中每一层均采用透波复合材料。

在上述结构的基础上，为了显著增强天线罩的抗冲击性能和良好的电磁透波性能，夹层结构中的内蒙皮和外蒙皮均包含Kevlar纤维层和玻璃纤维层，两种纤维采用层间混杂的方式进行铺层；中蒙皮则为单纯的玻璃纤维层，在内、中蒙皮间以及中、外蒙皮间采用介电损耗小、密度低的蜂窝芯层。

在上述结构的基础上，所述蜂窝采用纸蜂窝，这种结构最为轻便。

在上述结构的基础上，层与层之间通过胶膜粘接，以实现更好的粘接结构，构成一体。

在上述结构的基础上，中蒙皮厚度大于内外层蒙皮，以保证足够的强度。

上述夹层结构天线罩的成型工艺如下：

请参阅图1，首先成型天线罩的内蒙皮，内蒙皮由Kevlar纤维层1和玻璃纤维层2按照层间混杂的形式进行铺层，铺层完成后在热压罐中固化成型；

请参阅图1，在内蒙皮的玻璃纤维层2上放置加工好的第一蜂窝芯层3，在热压罐中固化成型；

请参阅图1，在蜂窝芯层3的外表面铺设中蒙皮4，中蒙皮4为单纯的玻璃纤维层，铺层完成后在热压罐中固化成型；

请参阅图1，在中蒙皮4上放置加工好的第二蜂窝芯层5，在热压罐中固化成型；

请参阅图1，在蜂窝芯层5的外表面铺设外蒙皮，外蒙皮由玻璃纤维层6和Kevlar纤维层7按照层间混杂的形式进行铺层，铺层完成后在热压罐中固化成型。

本发明针对现有防护罩不利于搜索定位的问题，本发明采用C型蜂窝夹层结构形式，主体是透波复合材料，介电损耗小，且C型夹层结构可以看成是两个A型夹层结构的组合体，可抵消单独A夹层结构的多余反射波，改善大入射角的透波性能以及增加电磁波频带宽度，能够有效提升搜救设备的定位功能；复合材料相比金属的模量低、韧性好，能够有效吸能，减振作用显著；复合材料的密度相对金属小得多，能够有效减重。此外，一种夹层结构天线罩的内外蒙皮采用高比强度和高比模量Kevlar纤维，能够保证设备高空坠落后的安全。

具体实案例中，在搜救通信设备的外部设计一种夹层结构天线罩，该天线罩能够承受冲击能量高达3500J的坠撞冲击载荷并吸收一定能量，保护内部定位天线和搜救通信设备不损坏，同时具有良好的电磁透波性能，满足搜救通信设备的定位功能，降低搜索难度；此外，本发明提出的天线罩的结构主体是复合材料，密度相对金属小得多，重量轻，减重效果显著。

Claims (8)

1.一种夹层结构天线罩，其特征在于：该天线罩采用C型蜂窝夹层结构形式，主体是透波复合材料，所述C型蜂窝夹层结构从内至外是由内蒙皮、第一蜂窝芯层、中蒙皮、第二蜂窝芯层和外蒙皮组成的夹层结构。

2.根据根据权利要求1所述的夹层结构天线罩，其特征在于：所述C型蜂窝夹层结构中相连两层之间设置有胶膜。

3.根据权利要求1所述的夹层结构天线罩，其特征在于：所述内蒙皮包含Kevlar纤维层和玻璃纤维层。

4.根据权利要求1所述的夹层结构天线罩，其特征在于：所述外蒙皮包含Kevlar纤维层和玻璃纤维层。

5.根据权利要求3或4所述的夹层结构天线罩，其特征在于：两种纤维采用层间混杂的方式进行铺层。

6.根据权利要求1所述的夹层结构天线罩，其特征在于：所述中蒙皮为玻璃纤维层。

7.根据权利要求1所述的夹层结构天线罩，其特征在于：所述第一蜂窝芯层、第二蜂窝芯层采用介电损耗小、密度低的蜂窝芯层。

8.一种如权利要求1所述的夹层结构天线罩的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步，成型天线罩的内蒙皮，内蒙皮铺层完成后在热压罐中固化成型；

第二步，在内蒙皮的玻璃纤维层上放置加工好的第一蜂窝芯层，在热压罐中固化成型；

第三步，在蜂窝芯层的外表面铺设中蒙皮，铺层完成后在热压罐中固化成型；

第四步，在中蒙皮上放置加工好的第二蜂窝芯层，在热压罐中固化成型；

第五步，在蜂窝芯层的外表面铺设外蒙皮，铺层完成后在热压罐中固化成型，最终得到成型的夹层结构天线罩。