Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств СВЧ, преимущественно к конструкциям головных антенных обтекателей ракет. The invention relates to the field of microwave antenna feeder devices, mainly to designs of missile head antenna fairings.
Известны антенные обтекатели в виде колпака из керамической оболочки, металлического шпангоута, соединительного кольца из стеклопластика, уплотнительного резинового кольца, при этом торец керамической оболочки приклеивается клеем к фланцу металлического шпангоута [1]
Также известны антенные обтекатели в виде колпака из керамической оболочки, переходной секции, с прокладкой из изоляционного материала, металлического шпангоута, металлического кольца обтекателя, причем керамическая оболочка в месте стыковки с переходной секцией выполняется конусообразно сужающейся [2]
Задача, на решение которой направлено данное изобретение повышение динамической и статической прочности конструкции антенного обтекателя.Known antenna fairings in the form of a cap made of a ceramic shell, a metal frame, a connecting ring made of fiberglass, a rubber sealing ring, while the end face of the ceramic shell is glued to the flange of the metal frame with adhesive [1]
Also known are antenna fairings in the form of a cap made of a ceramic shell, transition section, with a gasket of insulating material, a metal frame, a metal cowl ring, and the ceramic shell at the junction with the transition section is conically tapering [2]
The problem to which this invention is directed is to increase the dynamic and static strength of the antenna cone structure.
Дело в том, что керамические материала (например, кварцевая керамика) плохо согласуются по своим свойствам и коэффициенту термического расширения (КТР) с обычными металлами. В условиях скоростного полета возникают значительные температурные градиенты, которые приводят к разрушению керамической оболочки и-за теплового расширения металлического шпангоута, кроме того, на обтекатель действуют вибрации, ударные и инерционные нагрузки, при этом антенный обтекатель должен быть герметичным. The fact is that ceramic materials (for example, quartz ceramics) are poorly consistent in their properties and thermal expansion coefficient (CTE) with ordinary metals. Under conditions of high-speed flight, significant temperature gradients arise, which lead to the destruction of the ceramic shell due to the thermal expansion of the metal frame, in addition, vibrations, shock and inertial loads act on the fairing, while the antenna fairing must be airtight.
Известным способом повышения динамической и статической прочности конструкции антенного обтекателя является использование в качестве материала шпангоута специальных сплавов (например, инвара) с КТР, близким к значениям КТР материала керамической оболочки. Эти сплавы имеют высокую стоимость и трудно обрабатываются, в то же время полного согласования по КТР материалов керамической оболочки и металлического шпангоута в диапазоне рабочих температур произвести не удается. A known way to increase the dynamic and static strength of the antenna cowl structure is to use special alloys (for example, Invar) with KTR as the material of the frame, close to the KTP values of the ceramic shell material. These alloys have a high cost and are difficult to process; at the same time, it is not possible to fully match the materials of the ceramic shell and the metal frame in the temperature range of the working temperatures with the KTP.
На фиг. 1 изображен общий вид антенного обтекателя ракеты; на фиг.2 укрупненно изображен узел крепления керамической оболочки антенного обтекателя к стыковому шпангоуту из стали. In FIG. 1 shows a General view of the antenna fairing of a rocket; figure 2 enlarged shows the attachment site of the ceramic shell of the antenna fairing to the butt frame of steel.
Предлагается антенный обтекатель в виде колпака из керамической оболочки 1, переходного шпангоута из инвара 2, теплозащитного кольца из стеклопластика 3, в отличии от прототипа стыковой шпангоут из стали 4 имеет кольцевую вильчатую проточку, а переходной шпангоут из инвара соединяется с конусообразно сужающейся частью керамической оболочки слоем герметика 5, переходной шпангоут из инвара соединяется со стыковым шпангоутом из стали валиками 6, валики в шпангоутах устанавливаются с зазором, что дает возможность перемещаться одному шпангоуту относительно другого, для развязки стыкового шпангоута из стали с переходным шпангоутом из инвара, имеющим разные КТР, соединение их выполнено с зазором 7, для стыковки с корпусом ракеты предусмотрены шпильки 8. An antenna cowl is proposed in the form of a cap made of ceramic shell 1, a transition frame from Invar 2, a heat-shielding ring made of fiberglass 3, unlike the prototype, a butt frame made of steel 4 has an annular fork groove, and a transition frame from Invar is connected to the cone-shaped tapering part of the ceramic shell by a layer sealant 5, the transitional Invar frame is connected to the butt frame of steel by rollers 6, the rollers in the frames are installed with a gap, which makes it possible to move one frame one relative to another, for decoupling the butt frame made of steel with the transition frame from the Invar, having different KTP, their connection is made with a gap of 7, for mating with the body of the rocket, studs 8 are provided.
Как видно из описания конструкции, керамическая оболочка имеет эластичное, "плавающее" соединение за счет слоя герметика 5. Герметичность антенного обтекателя дополнительно обеспечивается слоем герметика 9 и уплотнительным резиновым кольцом 10. Возникающие в результате аэродинамического нагрева расширения стыкового шпангоута 4 относительно переходного шпангоута из инвара 2 компенсируются наличием зазоров, а отличия КТР керамической оболочки и переходного шпангоута из инвара компенсируются зазором, заполненным герметиком 5. As can be seen from the design description, the ceramic shell has an elastic, “floating” connection due to the sealant layer 5. The tightness of the antenna cowl is additionally ensured by the sealant layer 9 and the rubber sealing ring 10. The aerodynamic heating of the expansion of the butt frame 4 relative to the transition frame from Invar 2 are compensated by the presence of gaps, and the differences between the KTR of the ceramic shell and the transition frame from the Invar are compensated by the gap filled with sealant 5.
