RU2690040C1 - Antenna fairing - Google Patents
Antenna fairing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690040C1 RU2690040C1 RU2018133374A RU2018133374A RU2690040C1 RU 2690040 C1 RU2690040 C1 RU 2690040C1 RU 2018133374 A RU2018133374 A RU 2018133374A RU 2018133374 A RU2018133374 A RU 2018133374A RU 2690040 C1 RU2690040 C1 RU 2690040C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adapter
- slots
- shell
- frame
- antenna
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 15
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 19
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 47
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
Landscapes
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей (АО) высокоскоростных ракет различных классов с оболочками из жаростойких керамических материалов.The invention relates to the field of aviation and rocket technology and can be used in the manufacture of antenna fairings (AO) high-speed missiles of various classes with shells of heat-resistant ceramic materials.
Основная проблема создания надежного соединения керамической оболочки АО со шпангоутом при высоких температурах обусловлена сложностью разработки такого соединения в связи со значительной разницей их тепловых расширений в процессе нагрева керамики, клея и шпангоута, особенно при температурах прогрева свыше 300°С.The main problem of creating a reliable joint of a ceramic shell AO with a frame at high temperatures is due to the complexity of developing such a connection due to the significant difference in their thermal expansions in the process of heating ceramics, glue and the frame, especially at temperatures of heating above 300 ° C.
Керамические материалы радиопрозрачных оболочек, в основном, имеют низкий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР). Выбор металлических материалов для шпангоута с ТКЛР, близким к ТКЛР керамики, ограничен небольшим количеством прецизионных сплавов инварной группы. Причем диапазон температур, где они незначительно отличаются, ограничен величиной 300° - 350°С.Ceramic materials of radiotransparent shells generally have a low temperature coefficient of linear expansion (TCLE). The choice of metallic materials for a frame with a TCLE close to the TCLE of ceramics is limited to a small number of precision alloys of the invar group. Moreover, the temperature range, where they differ slightly, is limited to 300 ° - 350 ° C.
Увеличение скорости и времени полета ракет, увеличение теплового воздействия на головные обтекатели повышают температуру прогрева клеевого слоя и шпангоута, превышая температуру согласования ТКЛР. После пуска ракеты шпангоут и клеевой слой могут прогреваться до температур 800°С. Даже кратковременный нагрев соединения приводит к разрушению оболочки вследствие теплового расширения шпангоута в радиальном направлении (распор оболочки) и полной деструкции эластичных клеев, термостойкость которых не превышает 300°С.An increase in the speed and time of flight of the rockets, an increase in the heat effect on the head fairings increase the temperature of the warming up of the adhesive layer and frame, exceeding the temperature of the TCLE agreement. After the launch of the rocket, the frame and the adhesive layer can warm up to temperatures of 800 ° C. Even short-term heating of the compound leads to the destruction of the shell due to thermal expansion of the frame in the radial direction (shell spread) and the complete destruction of elastic adhesives, the heat resistance of which does not exceed 300 ° C.
Известен ряд конструктивных решений соединения оболочки обтекателя со шпангоутом (Проектирование головных обтекателей ракет из керамических и композиционных материалов (Учебное пособие / М.Ю. Русин; Рец. М.А. Комков, Рец. В.А. Барвинок. М.: Изд. "МГТУ им. Н.Э. Баумана", 2005. - 64 с. (стр. 42-62)), включающих керамическую оболочку и шпангоут с клеевым (адгезионным) соединением, в которых работоспособность обтекателя обеспечивается:A number of constructive solutions are known for combining the shell of a fairing with a frame (Designing the head fairings of rockets made of ceramic and composite materials (Study Guide / M.Yu. Rusin; Retz. MA Komkov, Retz. VA Barvinok. M .: Izd. "MSTU named after NE Bauman", 2005. - 64 p. (P. 42-62)), including a ceramic shell and a frame with an adhesive (adhesive) compound, in which the workability of the fairing is provided:
- установкой между оболочкой и шпангоутом термо-компенсаторов;- installation between the shell and the frame of thermal compensators;
- установкой различных теплозащитных элементов, позволяющих снизить температуру нагрева шпангоута и клеевого соединения;- installation of various heat-shielding elements to reduce the heating temperature of the frame and adhesive bonding;
- подбором и согласованием ТКЛР материала шпангоута с материалом оболочки в рабочем диапазоне температур;- selection and coordination of the thermal expansion coefficient of the material of the frame with the shell material in the operating temperature range;
- компенсацией наибольшей разности радиальных температурных перемещений керамической оболочки и шпангоута за счет выбора (увеличения) толщины клеевого слоя.- compensation of the greatest difference in radial temperature displacements of the ceramic shell and the frame due to the choice (increase) of the thickness of the adhesive layer.
Недостатком приведенных технических решений является то, что работоспособность и надежность узлов соединения значительно зависит от точности расчета температурных воздействий на конструктивные элементы.The disadvantage of the above technical solutions is that the operability and reliability of the joints significantly depends on the accuracy of the calculation of the temperature effects on the structural elements.
К существенным недостаткам, присущим многим техническим решениям, относится компенсация наибольшей разности радиальных температурных перемещений оболочки и шпангоута за счет изменения толщины клеевого слоя, не являющимся в этом случае для него оптимальным. Так, например, экспериментально установлено, что оптимальная толщина клеевого слоя для клея-герметика типа ВИКСИНТ находится в диапазоне (0,2-0,4) мм и увеличение толщины клеевого шва с 0,2 мм до 1,0 мм приводит к снижению сдвиговой прочности клеевого соединения при нормальной температуре испытания почти в 2 раза, а при повышенной температуре испытания (473К) снижение сдвиговой прочности клея более чем в 3 раза.A significant disadvantage inherent in many technical solutions is the compensation of the greatest difference in radial temperature displacements of the shell and the frame by changing the thickness of the adhesive layer, which is not optimal in this case. For example, it was experimentally established that the optimum thickness of the adhesive layer for adhesive sealant of the type VIKSINT is in the range (0.2-0.4) mm and an increase in the thickness of the adhesive joint from 0.2 mm to 1.0 mm leads to a decrease in shear at the normal temperature of the test, the adhesive strength was almost 2 times higher, and at the elevated temperature of the test (473K), the shear strength of the adhesive decreased by more than 3 times.
Известное техническое решение по патенту RU №2258283, H01Q 1/42, опубл. 10.08.2005, бюл. №22 «Узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата» включает керамическую оболочку, металлический шпангоут с продольными пазами, соединенные эластичным термостойким клеем. Продольные пазы выполнены сквозными, шириной 1-2 мм и протяженностью от 1/2 до 2/3 от длины склейки керамического обтекателя с металлическим шпангоутом, при этом пазы расположены по центру склейки, расстояние между ними составляет величину, равную длине склейки, а толщина клеевого шва устанавливается равной наибольшей разности радиальных температурных перемещений керамической оболочки и шпангоута при максимальном эксплуатационном уровне температур.Known technical solution according to patent RU No. 2258283,
К недостаткам этого технического решения относится то, что компенсация наибольшей разности радиальных температурных перемещений оболочки и шпангоута выполняется за счет изменения толщины клеевого слоя, который становится в этом случае не оптимальным, и может привести к преждевременному разрушению узла соединения обтекателя при высоких силовых и тепловых нагрузках.The disadvantages of this technical solution include the fact that compensation for the greatest difference in radial temperature displacements of the shell and frame is performed by changing the thickness of the adhesive layer, which in this case is not optimal, and can lead to premature destruction of the fairing joint at high power and thermal loads.
Известное техническое решение по патенту RU №2654953 H01Q 1/42, опубл. 23.05.2018, бюл. №15 «Обтекатель», взятое в качестве прототипа, включает керамическую оболочку, соединенную эластичным адгезивом с металлическим шпангоутом, состоящим из переходника из инварного сплава и стыкового элемента, соединенных между собой с помощью буртов и штифтов, и уплотнительного кольца, отличающийся тем, что на наружной поверхности переходника в области его соединения с торцевой зоной керамической оболочки выполнена кольцевая проточка, перпендикулярно которой в части соединения переходника с оболочкой выполнены равномерно расположенные по окружности прорези, в бурте переходника выполнены дискретно расположенные опорный элемент, прилегающий к бурту стыкового элемента, и крепежный элемент в области штифтов, в опорном элементе выполнены осевые пазы, размещенные в шахматном порядке относительно прорезей переходника, а в крепежном элементе выполнена дополнительная кольцевая проточка.Known technical solution according to patent RU No. 2654953
К недостаткам этого технического решения относится то, что компенсация радиальных температурных перемещений оболочки и шпангоута производится за счет подбора и согласования ТКЛР материала переходника шпангоута из прецизионного инварного сплава с материалом оболочки в рабочем диапазоне температур, а также ограничение на использовании в качестве клея только эластичных адгезивов, термостойкость которых ограничена и не превышает 300°С.The disadvantages of this technical solution include the fact that the compensation of the radial temperature displacements of the shell and the frame is made by selecting and matching the linear thermal expansion coefficient of the material of the adapter from the precision invar alloy with the shell material in the working temperature range, as well as the restriction on using only elastic adhesives as glue, heat resistance of which is limited and does not exceed 300 ° C.
Задачей предложенного изобретения является повышение несущей способности и прочностной надежности антенного обтекателя, расширение температурного диапазона применения для ракет различных классов за счет существенного снижения напряжений в оболочке обтекателя.The objective of the proposed invention is to increase the carrying capacity and strength of the reliability of the antenna fairing, the expansion of the temperature range of use for missiles of various classes due to a significant reduction of stresses in the shell of the fairing.
Выполнение указанных задач достигается тем, что предложен обтекатель, включающий керамическую оболочку, соединенную адгезивом с металлическим шпангоутом, состоящим из переходника со сквозными пазами равномерно расположенными по окружности и стыкового элемента, соединенных между собой с помощью буртов, штифтов и уплотнительного кольца, на наружной поверхности переходника в области его соединения с торцевой зоной керамической оболочки выполнена кольцевая проточка, в бурте переходника выполнены дискретно расположенные опорный элемент, прилегающий к бурту стыкового элемента, и крепежный элемент в области штифтов, в опорном элементе выполнены осевые пазы, а в крепежном элементе выполнена дополнительная кольцевая проточка, отличающийся тем, что в носовой части переходника между сквозными пазами параллельно выполнены сквозные прорези, образующие лепестки длиной 0,5-0,7 высоты переходника, причем сквозные прорези перекрывают сквозные пазы в носовой части переходника на 0,2-0,3 высоты переходника, а лепестки выполнены со скруглениями.These tasks are achieved by the fact that a fairing is proposed, which includes a ceramic shell connected by an adhesive with a metal frame consisting of an adapter with through grooves evenly spaced around the circumference and a butt element interconnected with the help of shoulders, pins and an o-ring on the outer surface of the adapter in the area of its connection with the end zone of the ceramic shell, an annular groove is made; discretely positioned support elements are made in the collar of the adapter t, adjacent to the collar of the butt element, and the fastening element in the area of the pins, axial grooves are made in the supporting element, and an additional annular groove is made in the fastening element, characterized in that through slots parallel to the grooves between the through grooves are formed, forming petals with a length 0.5-0.7 height of the adapter, and the through slots overlap the through grooves in the nose of the adapter by 0.2-0.3 height of the adapter, and the petals are made with rounding.
На фиг. 1 представлена заявленная конструкция антенного обтекателя.FIG. 1 shows the claimed design of the antenna fairing.
На фиг. 2 представлены графики напряжений, возникающих в оболочке обтекателя в зоне склейки со шпангоутом от действия силовых аэродинамических нагрузок (изгибающего момента): окружных и меридиональных напряжений в зоне растяжения (графики 1 и 2) и сжатия (графики 3 и 4) по длине оболочки от ее торца.FIG. 2 shows the graphs of stresses arising in the shell of the fairing in the area of gluing with the frame from the action of power aerodynamic loads (bending moment): circumferential and meridional stresses in the zone of tension (
На фиг. 3 представлен один из обтекателей после испытания нагрузкой (изгибающим моментом), где виден характер разрушения оболочки и зона начала разрушения, которая соответствует верхней части (носку) шпангоута.FIG. 3 shows one of the fairings after the load test (bending moment), where one can see the nature of the destruction of the shell and the zone of onset of destruction, which corresponds to the upper part (toe) of the frame.
Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку 1, соединенную клеем-герметиком 2 с металлическим шпангоутом, состоящим из переходника 3 и стыкового элемента 4, которые связаны с помощью буртов и штифтов 5. На наружной поверхности переходника 3 в области его соединения с торцевой зоной керамической оболочки 1 выполнена кольцевая проточка 6, которая заполняется при сборке обтекателя клеем-герметиком с образованием эластичной обечайки 7. В бурте переходника выполнены дискретно расположенные опорный элемент 8, прилегающий к бурту стыкового элемента, и крепежный элемент 9. В опорном элементе бурта выполнены осевые пазы. На наружной поверхности крепежного элемента бурта выполнена дополнительная кольцевая проточка 10, а в качестве уплотнительного кольца установлен гермошнур 11. В переходнике шпангоута 3 выполнены сквозные пазы 12 равномерно расположенные по окружности и сквозные прорези 13 от носка переходника длиной b=(0,5…0,7) от высоты переходника, образующие лепестки со скруглениями 14, причем сквозные прорези перекрывают сквозные пазы в носовой части переходника на величину а=(0,2-0,3) высоты переходника.An antenna fairing contains a
Эффективность предложенной конструкции антенного обтекателя была проверена расчетно-экспериментальным путем на конструкции одного из обтекателей путем решения целого ряда задач методом конечных элементов (МКЭ). Результаты этих исследований приведены в порядке решения заявленной задачи предложенного изобретения.The effectiveness of the proposed design of the antenna fairing was verified by calculation and experimentally on the design of one of the fairings by solving a number of problems using the finite element method (FEM). The results of these studies are presented in order to solve the stated problem of the proposed invention.
1. Исключение возникновения распорных напряжений в оболочке АО в зоне склейки шпангоута и керамической оболочки во всем диапазоне рабочих температур применения АО обеспечивается выполнением сквозных продольных прорезей от носка переходника длиной b=(0,5…0,7) от высоты переходника, образующих лепестки, а также за счет перекрытия сквозными прорезями сквозных пазов в носовой части переходника на величину а=(0,2-0,3) высоты переходника. Это позволяет свободно деформироваться в окружном направлении отдельным участкам переходника в пределах ширины прорезей и сквозных пазов, т.е. нет их стеснения от температурных деформаций на всей длине склейки. На участке шпангоута ниже продольных пазов в переходнике, отсутствие вредного влияния распора достигается кольцевой проточкой, и осевыми пазами в опорном элементе бурта. Таким образом, отсутствие распора в оболочке АО в зоне склейки во всем диапазоне рабочих температур позволяет использовать для изготовления шпангоута любых материалов, подходящих по рабочим температурам, без какой-либо взаимосвязи и условий работы АО, в том числе и в необходимости согласования по КТЛР материалов шпангоута и оболочки.1. The exception of the occurrence of spacer stresses in the shell of AO in the zone of gluing of the frame and ceramic shell in the whole range of operating temperatures of AO application is ensured by making through longitudinal slots of the adapter length b = (0.5 ... 0.7) of the height of the adapter, forming the petals, and also due to the overlap of through grooves through grooves in the nose of the adapter on the value of a = (0,2-0,3) height of the adapter. This allows you to freely deform in the circumferential direction of individual parts of the adapter within the width of the slots and through grooves, i.e. they are not constrained by temperature deformations over the entire length of the gluing. On the section of the frame below the longitudinal grooves in the adapter, the absence of the harmful influence of the thrust is achieved by an annular groove and axial grooves in the support element of the collar. Thus, the absence of thrust in the shell of an AO in the area of gluing over the entire range of working temperatures makes it possible to use for the manufacture of the frame any materials suitable for the working temperatures, without any interconnection and working conditions of the AO, including the need to coordinate materials for CTLR and shell.
2. Существенное снижение максимальных значений окружных и меридиональных напряжений растяжения в оболочке обтекателя в зоне шпангоута при действии силовых нагрузок достигается за счет снижения изгибной жесткости носка переходника (в зоне лепестков) при выполнении сквозных прорезей, созданием лепестков со скруглением, а также утонением переходника шпангоута в его носовой части (в лепестках) и за счет переменной толщины переходника - минимальной в носке и постепенно увеличивающийся до конца клеевой части.2. A significant reduction in the maximum values of circumferential and meridional tensile stresses in the shell of the fairing in the area of the frame under the action of power loads is achieved by reducing the flexural rigidity of the adapter nose (in the area of the petals) when performing through slots, creating petals with rounding, and thinning the adapter of the frame into its nose part (in the petals) and due to the variable thickness of the adapter - the minimum in the toe and gradually increasing to the end of the glue part.
Влияние жесткости шпангоута на напряжения в оболочке обтекателя от действия аэродинамических нагрузок известно давно. В качестве примера были выполнены расчеты одного из обтекателей, результаты напряженного состояния оболочки которого приведены на фиг. 2, а также результаты испытания натурного обтекателя при доведении его до разрушения (фиг. 3). Сопоставление их показывает, что источник разрушения находится на уровне носка шпангоута, где по расчетам (фиг. 2) на расстоянии Н=(100-130) мм от торца оболочки возникают пики максимальных значений окружных и меридиональных напряжений, причем такие большие их значения обусловлены высокой жесткостью шпангоута, на который опирается оболочка и при поперечных нагрузках при контакте керамики с металлом начинается разрушение оболочки (фиг. 3). Расчетами также установлено, что снижение изгибной жесткости шпангоута за счет его утонения, позволило снизить на 20% максимальные напряжения в оболочке, приведенные на фиг. 2. Расчет же этой оболочки, но при существенном (на 1-2 порядка) снижении изгибной жесткости носка шпангоута за счет выполнения сквозных прорезей и скругления лепестков снизил напряжения в керамике в (1,5-1,8) раза при неизменной жесткости оболочки обтекателя.The effect of the rigidity of the frame on the stress in the shell of the fairing from the action of aerodynamic loads has long been known. As an example, calculations were made of one of the fairings, the results of the stress state of the shell of which are shown in FIG. 2, as well as the results of testing the field fairing when bringing it to fracture (Fig. 3). Comparison shows that the source of destruction is at the level of the frame toe, where according to calculations (Fig. 2) at a distance H = (100-130) mm from the shell end, peaks of maximum values of circumferential and meridional stresses occur, and such large values are due to high the rigidity of the frame on which the shell rests and under transverse loads when the ceramic comes into contact with the metal, the shell begins to break (Fig. 3). The calculations also found that the decrease in the bending rigidity of the frame due to its thinning, made it possible to reduce by 20% the maximum stresses in the shell shown in FIG. 2. Calculation of this shell, but with a significant (by 1-2 orders of magnitude) decrease in the flexural rigidity of the frame nose by performing through cuts and rounding of the petals reduced stresses in ceramics (1.5-1.8) times with constant rigidity of the shell of the fairing .
3. Существенное сниженпие касательных (сдвиговых) и нормальных (отрывных и раскалывающих) напряжений в клеевом слое и уменьшение влияния концентрации этих напряжений достигается за счет выполнения скругления лепестков и за счет снижения до минимума изгибной жесткости лепестка, особенно в его скругленной части.3. Significant reduction of tangential (shear) and normal (tearing and splitting) stresses in the adhesive layer and reducing the effect of the concentration of these stresses is achieved by completing the rounding of the petals and by minimizing the flexural rigidity of the petal, especially in its rounded part.
Чтобы пояснить это, необходимо рассмотреть напряжения, возникающие в слое клея при соединении внахлест (оболочка - переходник). Для этого были проведены многочисленные расчеты МКЭ касательных (сдвиговых) и нормальных (отрывных) напряжений, а также определение величин этих напряжений в местах их концентрации в клеевом соединении, по которым сделаны следующие заключения, используемые в предложенном изобретении:To clarify this, it is necessary to consider the stresses that occur in the layer of glue when joining overlap (shell - adapter). For this, numerous calculations have been made of the FEM of tangential (shear) and normal (tear) stresses, as well as the determination of the magnitudes of these stresses at their concentration sites in the adhesive joint, according to which the following conclusions were used in the proposed invention:
- на кромках клеевого слоя возникает концентрация касательных (сдвиговых) и нормальных (отрывных) напряжений по отношению к номинальным (средним) значениям всей площади склейки;- on the edges of the adhesive layer, a concentration of tangential (shear) and normal (tear) stresses with respect to the nominal (average) values of the total area of the gluing occurs;
- величина напряжений в местах их концентрации зависит от жесткости клея, а также от жесткости скрепляемых элементов, т.е. от жесткости переходника и оболочки и тем она меньше, чем меньше их жесткость;- the magnitude of the stresses in the places of their concentration depends on the rigidity of the adhesive, as well as on the rigidity of the fastened elements, i.e. on the stiffness of the adapter and the shell and the smaller it is, the less their stiffness;
- концентрации напряжений в клее избежать невозможно, но можно уменьшить их негативное влияние за счет выбора клея с меньшей жесткостью или уменьшая изгибную жесткость переходника в местах возникновения этих концентраций;- the concentration of stresses in the adhesive cannot be avoided, but it is possible to reduce their negative impact due to the choice of glue with lower stiffness or reducing the flexural rigidity of the adapter in the places where these concentrations occur;
- негативное влияние концентрации напряжений в соединении можно существенно уменьшить, если они возникают в локальных зонах при меньших значениях номинальных (средних) напряжений в этих зонах по сравнению с общими номинальными (средними) напряжениями всей площади склейки.- the negative effect of stress concentration in the joint can be significantly reduced if they occur in local zones with lower values of nominal (average) stresses in these zones compared to the total nominal (average) stresses of the entire bonding area.
Таким образом, сквозные прорези от носка переходника и лепестки со скруглениями в предложенном изобретении значительно (на несколько порядков) снижает изгибную жесткость переходника в его носовой части, а скругление лепестков уменьшает номинальное напряжение в клее в зоне концентрации напряжений, т.е. локальные номинальные напряжения в клее нарастают по мере удаления от вершины лепестка, а концентрация напряжений в клее наоборот уменьшается по мере удаления от носовой части переходника.Thus, through-cuts from the toe of the adapter and fillets with roundings in the proposed invention significantly (by several orders of magnitude) reduce the flexural rigidity of the adapter in its nose, and rounding of the petals reduces the nominal stress in the glue in the zone of stress concentration, i.e. local nominal stresses in the glue increase with distance from the top of the petal, and the concentration of stresses in the glue decreases, on the contrary, with distance from the nose of the adapter.
Исключение возникновения отрывных напряжений в клеевом слое в предложенном изобретении обеспечивается минимальной изгибной жесткостью лепестка, которая теперь несопоставима по величине с изгибной жесткостью оболочки, и как следствие, в клеевом слое в зоне скругления лепестка не возникают отрывные напряжения, а соответственно не будет их негативного воздействия на несущую способность клеевого соединения.The exception to the occurrence of tear-off stresses in the adhesive layer in the proposed invention is ensured by the minimum bending stiffness of the petal, which is now incomparable in magnitude with the bending stiffness of the shell, and as a result, in the adhesive layer in the petal rounding zone, there are no tearing stresses, load bearing capacity of adhesive bond.
4. Обеспечение реализации оптимальной толщины клеевого слоя при склейке переходника и керамической оболочки во всем диапазоне рабочих температур применения АО достигается путем контроля оптимальной толщины для конкретного клея в процессе сборки обтекателя, исходя из его паспортных данных. Так, например, были проведены многочисленные экспериментальные работы и получена зависимость предела прочности клея-герметика ВИКСИНТ на сдвиг от температуры испытаний при различной толщине слоя клея. Главный вывод состоит в том, что увеличение толщины склейки от 0,2 мм до 1,0 мм снижает прочность клея в 2 раза при обычной температуре и более 3-х раз при повышенных температурах до 400°С. Поэтому для конструкции обтекателя важно сохранить и использовать оптимальную толщину клеевого слоя и не увеличивать ее для компенсации возможного распора. Ибо увеличение толщины клеевого слоя и снижение его прочности потребует увеличения площади склейки (длины склейки) и соответственно строительной высоты переходника, а как следствие - увеличения напряжений в оболочке.4. Ensuring the implementation of the optimum thickness of the adhesive layer when gluing the adapter and ceramic shell over the entire operating temperature range of the AO application is achieved by controlling the optimum thickness for a specific adhesive during assembly of the fairing, based on its passport data. Thus, for example, numerous experimental studies were carried out and the shear strength of VIKSINT adhesive sealant versus test temperature was obtained for various adhesive layer thicknesses. The main conclusion is that increasing the glue thickness from 0.2 mm to 1.0 mm reduces the adhesive strength by 2 times at normal temperature and more than 3 times at elevated temperatures up to 400 ° C. Therefore, it is important for the design of the fairing to maintain and use the optimum thickness of the adhesive layer and not to increase it to compensate for the possible spread. For an increase in the thickness of the adhesive layer and a decrease in its strength will require an increase in the area of gluing (gluing length) and, accordingly, the construction height of the adapter, and, as a result, an increase in stresses in the shell.
5. Уменьшение требований по округлости как переходника, так и оболочки, упрощение процесса склейки, а также локальный (местный) контроль толщины клеевого слоя между оболочкой и переходником, отсутствие возможного непроклея в соединении и повышение надежности склейки достигается тем, что лепестки имеют малую изгибную жесткость (по сравнению с жесткостью переходника в прототипе), податливы и можно обеспечить их прилегание к оболочке с заданной оптимальной толщиной клея с локальным контролем каждого лепестка, даже несмотря на некруглость оболочки в некоторых местах. Это позволяет также снизить требования по некруглости для оболочки и переходника, которые существуют в настоящее время.5. Reducing the requirements for roundness of both the adapter and the shell, simplifying the process of gluing, as well as local (local) control of the thickness of the adhesive layer between the shell and the adapter, the absence of a possible non-glue in the joint and improving the reliability of gluing is achieved by the fact that the petals have low flexural rigidity (compared with the stiffness of the adapter in the prototype) are malleable and it is possible to ensure that they fit to the shell with a given optimum thickness of glue with local control of each petal, even despite the non-circularity bolts in some places. This also makes it possible to reduce the non-roundness requirements for the shell and the adapter that currently exist.
Наличие сквозных прорезей в переходнике позволяет упростить сборку и обеспечить выход излишков клея через прорези в процессе сборки обтекателя, а небольшие участки поверхности переходника между прорезями исключают возникновение участков непроклея. Все это повышает надежность склейки.The presence of through slots in the adapter allows to simplify the assembly and to ensure the release of excess glue through the slots during the assembly of the fairing, and small areas of the adapter surface between the slots exclude the occurrence of non-glue portions. All this increases the reliability of gluing.
Решение перечисленных выше задач повышает несущую способность и прочностную надежность обтекателя, расширяет температурный диапазон применения для ракет различных классов, которые достигаются предложенным конструктивным решением. Отсутствие возникновения температурного распора оболочки позволяет использовать для переходника любые материалы, подходящие по рабочим температурам.The solution of the above problems increases the carrying capacity and strength reliability of the fairing, expands the temperature range of use for missiles of various classes, which are achieved by the proposed design solution. The absence of the occurrence of temperature expansion of the shell allows the use of any materials suitable for the adapter at operating temperatures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133374A RU2690040C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Antenna fairing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018133374A RU2690040C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Antenna fairing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690040C1 true RU2690040C1 (en) | 2019-05-30 |
Family
ID=67037656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018133374A RU2690040C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Antenna fairing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690040C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168815C1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Rocket nose cone |
| US8933860B2 (en) * | 2012-06-12 | 2015-01-13 | Integral Laser Solutions, Inc. | Active cooling of high speed seeker missile domes and radomes |
| US20170108319A1 (en) * | 2014-04-30 | 2017-04-20 | Israel Aerospace Industries Ltd. | Seeker head and air vehicle including same |
| RU2654953C1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Fairing |
| RU2659586C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Antenna dome |
-
2018
- 2018-09-20 RU RU2018133374A patent/RU2690040C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168815C1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Rocket nose cone |
| US8933860B2 (en) * | 2012-06-12 | 2015-01-13 | Integral Laser Solutions, Inc. | Active cooling of high speed seeker missile domes and radomes |
| US20170108319A1 (en) * | 2014-04-30 | 2017-04-20 | Israel Aerospace Industries Ltd. | Seeker head and air vehicle including same |
| RU2654953C1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Fairing |
| RU2659586C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Antenna dome |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10890076B1 (en) | Turbine vane assembly having ceramic matrix composite components with expandable spar support | |
| US20170198714A1 (en) | Ceramic tile fan blade containment | |
| US8850823B2 (en) | Integrated aero-engine flowpath structure | |
| RU2225664C2 (en) | Cone | |
| RU2654953C1 (en) | Fairing | |
| US11754210B2 (en) | Gimbaled flexure for spherical flex joints | |
| RU2694132C1 (en) | Antenna fairing | |
| RU2690040C1 (en) | Antenna fairing | |
| EP3354857B1 (en) | Flexible joints assembly with flexure rods | |
| US20180202590A1 (en) | Gimbaled flexure for spherical flex joints | |
| RU2624793C1 (en) | Antenna cowl | |
| RU2464679C1 (en) | Antenna dome | |
| RU2494504C1 (en) | Antenna dome | |
| RU2536361C1 (en) | Antenna dome | |
| RU2258283C1 (en) | Attachment point between ceramic fairing and flying-vehicle body | |
| RU2735381C1 (en) | Antenna fairing | |
| RU2581886C1 (en) | Attachment assembly of ceramic fairing with metal casing of aircraft | |
| RU2316088C1 (en) | Flying vehicle antenna fairing | |
| RU2650085C1 (en) | Fairing | |
| RU2277738C1 (en) | Antenna fairing | |
| US6186094B1 (en) | Sabot anti-splitting ring | |
| US9956647B2 (en) | Welded assemblies and methods of making welded assemblies | |
| RU2690051C1 (en) | Cowl | |
| EP3354578B1 (en) | Flexible joints assembly with flexure rods | |
| RU2559732C1 (en) | Attachment fitting of ceramic cover of antenna dome to metal frame |