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玻璃鋼/復合材料雷達罩的材料選擇及應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-02-21  瀏覽次數:296

    隨著交通、通信、環保、氣象、軍事等領域的迅猛發展,尖端武器的試驗外空目標跟蹤、衛星發射使得我國雷達天線在海域、邊境、機場、碼頭、氣象站臺的使用日漸增多。然而由于這些雷達長期處在東北嚴寒地區、西北風沙地區、高山濕冷地區以及沿海鹽霧地區等腐蝕惡劣的環境中,一遇大風、冰雹等惡劣氣候,雷達天線就得中斷跟蹤,無法捕捉跟蹤的目標。有時風大時,雷達天線即使電機功率全部加上也無法轉動,只能人力去推,十分危險。有時不得不預先將天線放倒避免被大風吹倒損壞,造成雷達天線不能全天候地提供服務,從而影響生產、交通、通信、軍事等工作的正常進行。如若采用玻璃鋼雷達天線罩就能很好地解決這方面的問題。
    常用的雷達天線罩用特種金屬材料復合材料(FRP)制成。由于金屬材料制成的雷達天線罩重量重、運輸安裝困難、透波能力弱、易腐蝕、需維修、生產費用高,使用量逐漸減少。而FRP 雷達天線罩重量輕,運輸費用低,安裝方便,透波能力強,耐腐蝕,電絕緣,可設計性強,設計制造方便,安裝快,成本及維修費用低,在沿海、高山、沙漠以及濕冷地區等惡劣環境中應用日益劇增。尤其在精密跟蹤、引導、警戒、氣象方面的雷達天線罩,相控陣雷達天線罩和機動性較強的寬頻雷達天線罩用量增加很快。
    上海玻璃鋼研究所、軍事科研生產單位、南京玻璃纖維研究設計院等單位,一直致力于這方面的開發工作,研制生產截面球形、圓筒形、變邊形、平板形、“U”形等雷達天線罩。其中截球形雷達天線罩使用量最大,并實行了系列化生產,直徑分別為 48m、35m、25m 、23m 、20m 、17m 、12m 、8m 、6.5m 、6m 、5.6m 、5.4m 、4.5m 、4m 、3m 等。其結構為蜂窩夾層結構、泡沫夾層結構、單層板結構和金屬骨架玻璃鋼薄皮結構。其基體選用聚酯樹脂或環氧樹脂。增強材料為E 玻璃纖維或高強、高彈纖維。隨著雷達功能、性能水平的不斷提高,以及相控陣、共形陣、智能陣的研制,必將對雷達天線罩提出更高的要求,趨于達到高性能、低放量、耐高溫、抗沖擊和高可靠性的高性能參數。而相應的材料正在向低介電常數、低損耗角正切方向發展。在強度、模量、耐溫性能、濕熱性能、抗疲勞、吸水性低、熱膨脹低密度等方向完善,從第三代常用的環氧樹脂,玻璃纖維、Nomex紙蜂窩和合成泡沫材料向性能更好的第四代使用。氰酸酯樹脂、石英玻璃纖維蜂窩等性能材料發展。從保護性、可靠性、隱蔽性、安全性等方面出發,向著成本低、性能佳、用量大、使用壽命長的方向發展。

    FRP雷達天線罩根據用途不同、性能不同,其制造方法也各不相同。如飛機機頭雷達罩是性能良好的鼻錐機頭罩,它必須考慮到電訊的設計要求和空氣動力學要求。從空氣動力學的觀點來看,飛機雷達罩應是流線型的,外形必須光滑平整。才能滿足空氣動力學的要求,一般采用陰模制造。地面雷達罩一般選擇球形結構及考慮到安裝和結構上的要求,常用3/4 截球形拼裝式的蜂窩夾層結構剛體介電殼體,它是由許多從球面正多面體出發進行分塊所得的六邊形、五邊形、四邊形的玻璃鋼蜂窩夾層結構球面單元件所組成。其單元件成型通常采用一組帶砝蘭邊的陰陽模,手糊成型。而機場導航中用雷達天線罩為“ U”字型,由于壁薄細長,則采用拉擠玻璃鋼成型工藝制造。而衛星天線反射體是拋物線形,規格多、且批最大。形成系列化,則采用玻璃鋼模壓成型工藝生產。拼裝式的地面雷達罩如圖1-18

 
 
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