АНТЕННЫЙ ПРОВОД Российский патент 1995 года по МПК H01Q1/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве излучателя в составе тросовой сверхдлинноволновой (СДВ) антенны, поддерживаемой в вертикальном положении летательным аппаратом.

В качестве прототипа выбран антенный провод, состоящий из высокопрочного, легкого синтетического кабель-троса и токопроводящей оплетки.

К недостаткам прототипа можно отнести малый модуль упругости синтетических волокон, приводящий к тому, что при механическом нагружении кабель-троса механическая нагрузка ложится вначале на медную оплетку, начинающую вытягиваться до тех пор, пока нагрузка не ляжет на синтетический канат. При снятии нагрузки происходит сминание оплетки. При повторном нагружении кабель-троса процесс повторяется. Благодаря этим деформациям оплетка быстро разрушается (через 2-3 подъема антенны).

Целью изобретения является замена медной оплетки на алюминиевую (алюминий в 3 раза легче меди) и наложение при этом проволок оплетки под таким углом, который обеспечивает передачу растягивающих усилий на синтетический канат.

На фиг.1 представлен продольный разрез кабель-троса; на фиг.2 - в виде треугольника развертка поверхности синтетического троса.

На фиг.1, 2 условно обозначены: 1 - грузонесущий синтетический трос; 2 - токонесущая оплетка, выполненная из двух слоев переплетающейся проволоки, уложенной под углом α к образующей грузонесущего троса.

Гипотенуза треугольника (фиг.2) соответствует одному обороту проволоки оплетки вокруг элемента троса l_т. Длина окружности троса равна πd_т, где d_т - диаметр троса.

При продольном растяжении троса происходит его удлинение на величину
Δl_т=l, (1) где σ - напряжение в тросе;
Е_n - модуль Юнга троса.

Одновременно при растяжении троса происходит сокращение длины поперечной окружности на величину
Δl_c=πd, (2) где μ - коэффициент Пуассона материала троса. μ=0,35. За счет продольного растяжения проволока оплетки должна растянуться на величину
Δl_p=Δl_т·sinα=lsinα. (3) а за счет поперечного сужения сократиться на величину:
Δl_сж=πdcosα. (4)
При условии Δl_р= Δl_сж оба процесса будут компенсировать друг друга и растяжения (и сжатия тоже) проволок оплетки не произойдет. Это явления будет соответствовать условию
lsinα=πdcosα. (5)
Отсюда:
tgα=μ; =tgα;
tg² α=μ ;
α=arctg. (6) При μ = 0,35 α =31^о.

В случае увеличения угла α от соотношения (6) нагрузки в проволоках оплетки будет резко (пропорционально tg² α) возрастать.

Построение кабель-троса с оплеткой, выполненной с условием (6), позволяет полностью перенести механическую нагрузку на очень прочный, легкий, но сильнорастяжимый синтетический трос и применить в оплетке легкий, но недостаточно прочный для несения механической нагрузки, алюминий.

Это позволяет создать кабель-трос для СДВ-передатчика мощностью 130 кВт с погонной массой 40 г/м, разместить аэростатную антенну на одной автомашине (вместо 12) и сократить время развертывания антенны с 8 ч до 0,5 ч.

Использование: в качестве излучателя в тросовой сверхдлинноволновой антенне. Сущность изобретения: токопроводящая оплетка выполнена из алюминиевых проводников, которые уложены по поверхности грузонесущего троса, выполненного из прочных, легких и сильнорастяжимых синтетических нитей, под углом α . Дано математическое выражение для определения α . 2 ил.

АНТЕННЫЙ ПРОВОД, содержащий грузонесущий трос из синтетических нитей и токопроводящую оплетку, отличающийся тем, что, с целью облегчения и упрочнения, токопроводящая оплетка выполнена из алюминиевых проводников, уложенных по поверхности грузонесущего троса под углом - коэффициент Пуассона материала синтетических нитей.