Узел конформной композитной антенны Российский патент 2020 года по МПК H01Q1/40 

Область техники

[001] Настоящее изобретение в целом относится к антенным конструкциям и, более конкретно, к узлу конформной композитной антенны, включающему в себя конструктивную композитную панель, имеющую радиопрозрачное окно.

Уровень техники

[002] Большинство современных транспортных средств содержат антенны для связи. Традиционно антенны просто устанавливают (например, привинчивают) на наружной стороне транспортного средства. К сожалению, антенны, установленные снаружи, увеличивают аэродинамическое сопротивление, увеличивают подверженность ударам молнии, имеют более высокие показатели отказов вследствие воздействия окружающей среды (например, обледенения), увеличивают демаскирующие признаки антенны (например, видимый профиль или эффективную площадь отражения) и/или ограничены конструктивно подходящими местами для монтажа. Эти недостатки особенно проявляются в случае использования антенн внешнего монтажа с высокоскоростными транспортными средствами, такими как воздушные летательные аппараты.

[003] Одним из путей устранения недостатков антенн внешнего монтажа является использование обтекателей или других закрывающих корпусов, установленных снаружи транспортного средства для защиты антенны внешнего монтажа от воздействия окружающей среды. Хотя обтекатели позволяют уменьшить аэродинамическое сопротивление и воздействие окружающей среды, они не являются несущими элементами и поэтому не обеспечивают свойств выдерживания нагрузки или пуленепробиваемости.

[004] Соответственно, специалисты в данной области техники продолжают научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области конструкций конформных антенн.

Раскрытие изобретения

[005] В одном варианте реализации раскрытая композитная панель может включать в себя конструктивную первую слоистую структуру, включающую в себя первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно включающую в себя кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра, и конструктивную вторую слоистую структуру, включающую в себя второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль кромки внутреннего периметра.

[006] Еще в одном варианте реализации раскрытая композитная конструкция может включать в себя множество соединенных друг с другом композитных панелей, причем по меньшей мере одна композитная панель из указанного множества композитных панелей включает в себя конструктивную первую слоистую структуру, включающую в себя первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно включающую в себя кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра, и конструктивную вторую слоистую структуру, включающую в себя второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль кромки внутреннего периметра.

[007] Еще в одном варианте реализации раскрытый узел конформной композитной антенны может включать в себя композитную панель, включающую в себя конструктивную первую слоистую структуру, включающую в себя первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно включающую в себя кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра, и конструктивную вторую слоистую структуру, включающую в себя второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль кромки внутреннего периметра, антенну, размещенную относительно второй слоистой структуры, и резонансную полость, расположенную позади второй слоистой структуры и антенны.

[008] Другие варианты реализации раскрытых устройств и способа станут очевидными из нижеследующего раздела "Осуществление изобретения", сопроводительных чертежей и приложенной формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

[009] На фиг. 1 схематически показана блок-схема одного варианта реализации раскрытой композитной конструкции;

[0010] на фиг. 2 схематически показан вид спереди одного варианта реализации первой композитной панели по фиг. 1;

[0011] на фиг. 3 схематически показан вид сбоку, в разрезе, одного варианта реализации первой композитной панели по фиг. 1;

[0012] на фиг. 4 схематически показан вид сбоку, в разрезе, еще одного варианта реализации первой композитной панели по фиг. 1;

[0013] на фиг. 5 схематически показан частичный вид сбоку, в разрезе, еще одного варианта реализации первой композитной панели по фиг. 1;

[0014] на фиг. 6 схематически показан частичный вид сбоку, в разрезе, еще одного варианта реализации раскрытой композитной конструкции по фиг. 1;

[0015] на фиг. 7 схематически показан перспективный вид сбоку и сверху еще одного варианта реализации раскрытой композитной конструкции по фиг. 1;

[0016] на фиг. 8 схематически показан перспективный вид сбоку и сверху еще одного варианта реализации раскрытой композитной конструкции по фиг. 1;

[0017] на фиг. 9 показана структурная схема одного варианта реализации раскрытого способа производства узла конформной композитной антенны по фиг. 1;

[0018] на фиг. 10 показана блок-схема методики изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата и

[0019] на фиг. 11 схематически показан воздушный летательный аппарат.

Осуществление изобретения

[0020] Последующий раздел "Осуществление изобретения" относится к сопроводительным чертежам, которые иллюстрируют конкретные варианты реализации раскрытия. Другие варианты реализации, имеющие различные структуры и операции, не выходят за пределы объема настоящего раскрытия. Одинаковые ссылочные позиции могут относиться к одному и тому же элементу или компоненту на разных чертежах.

[0021] На фиг. 1, упомянутой выше, сплошные линии, если таковые имеются, соединяющие различные элементы и/или компоненты, могут представлять механическое соединение, электрическое соединение, соединение посредством текучей среды, оптическое соединение, электромагнитное соединение и другие соединения и/или их сочетания. При использовании в настоящем документе термин "соединенный" означает связанный напрямую, а также косвенно. Например, элемент А может быть прямо связан с элементом В или может быть косвенно связан с ним, например, посредством другого элемента С. Следует понимать, что представлены не обязательно все отношения между различными раскрытыми элементами. Соответственно, могут также существовать соединения, отличные от соединений, показанных в блок-схемах. Один или более элементов, показанных сплошными линиями, могут быть опущены из конкретного примера, не отступая от сущности и объема настоящего раскрытия. Для специалистов в данной области техники будет очевидным, что некоторые из признаков, показанных на фиг. 1А, могут быть объединены различными способами без необходимости включения других признаков, описанных на фиг. 1, других фигурах чертежей и/или в сопровождающем раскрытии, даже если такое сочетание или сочетания явным образом не показаны в настоящем документе. Аналогичным образом, дополнительные признаки не ограничены представленными примерами, могут быть объединены с некоторыми или всеми из признаков, показанных и описанных в настоящем документе.

[0022] Со ссылкой на фиг. 1 раскрыт один вариант реализации композитной конструкции, в целом обозначенной 100, которая может включать в себя множество композитных панелей 102. Множество композитных панелей 102 могут иметь взаимное соединение с образованием композитной конструкции 100, имеющей трехмерную (3D) форму 104 и образующей полый внутренний объем 106. Например, множество композитных панелей 102 могут включать в себя композитную панель 114, также называемую в настоящем документе первой композитной панелью 114, и композитную панель 116, также называемую в настоящем документе второй композитной панелью 116.

[0023] Если не указано иное, термины "первый", "второй", "третий", "четвертый" и т.д. используются в настоящем документе лишь в качестве обозначений и не предназначены для определения порядковых, позиционных или иерархических требований к элементам, к которым эти термины относятся. Кроме того, ссылка на "второй" элемент не требует или не исключает существования элемента, имеющего меньший порядковый номер (например, "первого" элемента) и/или элемента, имеющего больший порядковый номер (например, "третьего" элемента).

[0024] Хотя один из примеров композитной конструкции 100, как показано на ФИГ. 1, включает в себя только две композитные панели 114, 116, для специалистов данной области техники будет очевидным, что другие примеры композитной конструкции 100 могут включать в себя любое количество композитных панелей 102 (например, третью композитную панель, четвертую композитную панель и т.п.), имеющих подходящее взаимное соединение с образованием необходимой трехмерной формы 104.

[0025] Композитная конструкция 100 может включать в себя любую необходимую трехмерную форму 104. Трехмерная форма 104 может включать в себя различные размеры 108. В качестве примеров, размеры 108 могут включать в себя размер в длину, размер в ширину, размер в высоту и/или размер поперечного сечения композитной конструкции 100.

[0026] По меньшей мере одна панель из множества композитных панелей 102 (например, первая композитная панель 114) может включать в себя радиопрозрачное окно 118 (RF). Радиопрозрачное окно 118 может быть выполнено проницаемым для электромагнитного излучения 150, например, при выбранных длинах волн. В качестве одного общего неограничивающего примера радиопрозрачное окно 118 может быть выполнено так, чтобы не создавать помех радиочастотным сигналам (например, радиоволнам 126), передаваемым и/или принимаемым радиочастотной антенной 124. В качестве одного конкретного неограничивающего примера радиопрозрачное окно 118 может быть проницаемым для радиоволн 126, имеющих частоты от приблизительно 3 кГц до приблизительно 300 ГГц.

[0027] Со ссылкой на фиг. 1, в общем случае, место расположения радиопрозрачного окна 118 возле композитной конструкции 100 (или положение радиопрозрачного окна 118 на конструктивном компоненте 110) может быть обусловлено различными факторами. В качестве одного примера место расположения радиопрозрачного окна 118 может быть обусловлено ограничениями зоны охвата радиочастотного сигнала (например, радиоволн 126), передаваемого и/или принимаемого радиочастотной антенной 124, например, как определено посредством анализа зоны охвата радиосредствами. Например, радиопрозрачное окно 118 может быть расположено так, чтобы ограничить затенение от близлежащих препятствий, таких как другие конструктивные компоненты транспортного средства 112. В качестве другого примера место расположения радиопрозрачного окна 118 может быть обусловлено типом необходимой связи. Например, радиопрозрачное окно 118 может быть расположено с обеспечением улучшения связи "воздух-космос", связи "воздух-воздух" и/или связи "воздух-земля". В качестве другого примера место расположения радиопрозрачного окна 118 может быть обусловлено конструктивными требованиями к конструктивному компоненту 110, например, как определено посредством анализа прочности конструкции. Например, радиопрозрачное окно 118 может быть расположено в месте, которое не оказывает негативного влияния на способность конструктивного компонента 110 выдерживать нагрузки (например, в конструктивно благоприятном положении). В качестве еще одного примера радиопрозрачное окно 118 может быть расположено в месте, которое уменьшает создание помех другим антеннам (явно не показано).

[0028] Размеры радиопрозрачного окна 118 могут быть обусловлены различными факторами. Например, размер (например, двумерная площадь и/или толщина) может быть обусловлен, например, размером радиочастотной антенны 124, частотой радиоволн 126, необходимой полосой пропускания радиоволн 126 и т.п.

[0029] Хотя один из примеров композитной конструкции 100, как показано на фиг. 1, может включать в себя только одно радиопрозрачное окно 118 в одной из множества композитных панелей 102 (например, первой композитной панели 114), в других примерах первая композитная панель 114 может включать в себя более одного радиопрозрачного окна 118 (явно не показано на фиг. 1). Аналогичным образом, другие композитные панели из множества композитных панелей 102 (явно не показано на ФИГ. 1) могут включать в себя по меньшей мере одно радиопрозрачное окно 118.

[0030] Со ссылкой на фиг. 2, один вариант реализации первой композитной панели 114 может включать в себя первую слоистую структуру 138 и вторую слоистую структуру 140. Первая слоистая структура 138 может включать в себя кромку 142 внешнего периметра и кромку 144 внутреннего периметра. Вторая слоистая структура 140 может быть расположена внутри первой слоистой структуры 138 и физически соединена с ней вдоль кромки 144 внутреннего периметра. Во второй слоистой структуре 140 может быть выполнено радиопрозрачное окно 118.

[0031] В качестве одного примера первая слоистая структура 138 и/или вторая слоистая структура 14 может или могут быть конструктивной слоистой структурой. При использовании в настоящем документе термин "конструктивный" в общем случае относится к способности справляться с деформациями, механическими напряжениями и/или силами, в общем случае называемыми в настоящем документе "нагрузками", имеющим место во время перемещения транспортного средства 112 (например, во время полета воздушного летательного аппарата).

[0032] Со ссылкой на фиг. 1 и со ссылкой на фиг. 2, первая слоистая структура 138 может включать в себя первый композиционный материал 146 (фиг. 1). Первый композиционный материал 146 может быть непроницаемым для электромагнитного излучения 150. В качестве одного общего неограничивающего примера первый композиционный материал 146 может быть выполнен с возможностью блокирования радиочастотных сигналов (например, радиоволн 126), передаваемых и/или принимаемых радиочастотной антенной 124. В качестве одного конкретного неограничивающего примера первый композиционный материал 146 может быть непроницаемым для радиоволн 126, имеющих частоты от приблизительно 3 кГц до приблизительно 300 ГГц.

[0033] Вторая слоистая структура 140 может включать в себя второй композиционный материал 148 (фиг. 1). Второй композиционный материал 148 может быть проницаемым для электромагнитного излучения 150, например, при выбранных длинах волн. В качестве одного общего неограничивающего примера второй композиционный материал 148 может быть выполнен с возможностью не создавать помех радиочастотным сигналам (например, радиоволнам 126), передаваемым и/или принимаемым радиочастотной антенной 124. В качестве одного конкретного неограничивающего примера второй композиционный материал 148 может быть проницаемым для радиоволн 126, имеющих частоты от приблизительно 3 кГц до приблизительно 300 ГГц.

[0034] Со ссылкой на фиг. 3 и со ссылкой на фиг. 1, первая слоистая структура 138 может включать в себя по меньшей мере один первый слой 152 полимера, армированного волокном (или прослойку), по меньшей мере один второй слой 154 полимера, армированного волокном, и первую сердцевину 156. Первая сердцевина 156 может быть расположена между первым слоем 152 полимера, армированного волокном, и вторым слоем 154 полимера, армированного волокном, с образованием сэндвичевой конструкции. Вторая слоистая структура 140 может включать в себя по меньшей мере один третий слой 158 полимера, армированного волокном, по меньшей мере один четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, и вторую сердцевину 162. Вторая сердцевина 162 может быть расположена между третьим слоем 158 полимера, армированного волокном, и четвертым слоем 160 полимера, армированного волокном, с образованием сэндвичевой конструкции.

[0035] В качестве одного общего неограничивающего примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, второй слой 154 полимера, армированного волокном, третий слой 158 полимера, армированного волокном, и четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, могут включать в себя лист или мат армирующего волокнистого материала, содержащего в качестве связующего материал полимерной матрицы. Материал полимерной матрицы может включать в себя любую подходящую термореактивную смолу (например, эпоксидную) или термопластик. Волокнистый материал может включать в себя любые подходящие тканые или нетканые (например, вязанные, сплетенные или сшитые) непрерывные армирующие волокна или нити.

[0036] Первый слой 152 полимера, армированного волокном, третий слой 158 полимера, армированного волокном, первая сердцевина 156, вторая сердцевина 162, второй слой 154 полимера, армированного волокном, и четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, могут быть последовательно выложены с наслаиванием, например, внутрь формы (не показано) и подвергнуты совместному отверждению с образованием первой композитной панели 114. В качестве одного примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, второй слой 154 полимера, армированного волокном, третий слой 158 полимера, армированного волокном, и четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, могут включать в себя лист армирующего волокнистого материала, предварительно пропитанный материалом полимерной матрицы (например, препрег), что известно как укладка сухих слоев в пакет. В качестве другого примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, второй слой 154 полимера, армированного волокном, третий слой 158 полимера, армированного волокном, и четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, могут включать в себя лист армирующего волокнистого материала, а материал полимерной матрицы наносится на армирующий волокнистый материал, что известно как выкладка способом мокрого наслоения.

[0037] Каждый из первого слоя 152 полимера, армированного волокном, второго слоя 154 полимера, армированного волокном, третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, и четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, может иметь конструктивные характеристики и/или свойства и характеристики и/или свойства пропускания. Конструктивные характеристики и характеристики пропускания выбранного армирующего волокнистого материала могут включать в себя, но не ограничиваться этим, прочность на растяжение, электропроводность и/или диэлектрическую постоянную.

[0038] Конструктивные характеристики и характеристики пропускания первого слоя 152 полимера, армированного волокном, и второго слоя 154 полимера, армированного волокном, могут быть обусловлены, например, прочностью на растяжение, электропроводностью и/или диэлектрической постоянной армирующего волокнистого материала и/или материала полимерной матрицы и могут учитываться при определении пригодности первого слоя 152 полимера, армированного волокном, и второго слоя 154 полимера, армированного волокном, для использования в первой слоистой структуре 138.

[0039] В качестве одного общего неограничивающего примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, и/или второй слой 154 полимера, армированного волокном, может быть проводящим или могут быть проводящими и блокировать прохождение электромагнитного излучения 150 (например, радиоволн 126) (фиг. 1). В качестве одного конкретного неограничивающего примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, и/или второй слой 154 полимера, армированного волокном, может или могут представлять собой полимер, армированный углеродным волокном. Первый слой 152 полимера, армированного волокном, и второй слой 154 полимера, армированного волокном, могут включать в себя одни и те же составляющие материалы (например, армирующий волокнистый материал и/или материал полимерной матрицы) или могут включать в себя отличающиеся составляющие материалы.

[0040] Конструктивные характеристики и характеристики пропускания третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, и четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, могут быть обусловлены, например, прочностью на растяжение, электропроводностью и/или диэлектрической постоянной армирующего волокнистого материала и/или материала полимерной матрицы и могут учитываться при определении пригодности третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, и четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, для использования во второй слоистой структуре 140.

[0041] В качестве одного общего неограничивающего примера третий слой 158 полимера, армированного волокном, и/или четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может или могут представлять собой диэлектрик и обеспечить прохождение электромагнитного излучения 150 (например, радиоволн 126) (фиг. 1). В качестве одного конкретного неограничивающего примера третий слой 158 полимера, армированного волокном, и/или четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может или могут представлять собой полимер, армированный волокном на основе стекловолокна. В качестве другого конкретного неограничивающего примера третий слой 158 полимера, армированного волокном, и/или четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может или могут представлять собой полимер, армированный волокном на основе стекла. В качестве другого конкретного неограничивающего примера третий слой 158 полимера, армированного волокном, и/или четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может или могут представлять собой полимер, армированный волокном на основе кварца. Третий слой 158 полимера, армированного волокном, и/или четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, могут включать в себя одни и те же составляющие материалы (например, армирующий волокнистый материал и/или материал полимерной матрицы) или могут включать в себя отличающиеся составляющие материалы.

[0042] В качестве одного общего неограничивающего примера первая сердцевина 156 и вторая сердцевина 162 могут включать в себя монолитный сердцевинный материал. В качестве одного конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 и вторая сердцевина 162 могут включать в себя сердцевинный материал, имеющий ячеистую структуру. В качестве другого конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 и вторая сердцевина 162 могут включать в себя сердцевинный материал на основе синтактической пены. В качестве другого конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 и вторая сердцевина 162 могут включать в себя пеноматериал.

[0043] Аналогичным образом, каждая сердцевина из первой сердцевины 156 и второй сердцевины 162 может включать в себя конструктивные характеристики и/или свойства и характеристики и/или свойства пропускания. Конструктивные характеристики и характеристики пропускания выбранного сердцевинного материала могут включать в себя, но не ограничиваются этим, прочность на растяжение, электропроводность и/или диэлектрическую постоянную. Конструктивные характеристики и характеристики пропускания выбранного сердцевинного материала могут учитываться при определении пригодности первой сердцевины 156 для использования в первой слоистой структуре 138 и/или второй сердцевины 162 для использования во второй слоистой структуре 140.

[0044] В качестве одного общего неограничивающего примера первая сердцевина 156 может быть проводящей и блокировать прохождение электромагнитного излучения 150 (например, радиоволн 126) (фиг. 1). В качестве одного конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 может включать в себя конструктивный пеноматериал, такой как термопластичная или термореактивная синтактическая пена. В качестве другого конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 может включать в себя ячеистый пеноматериал с открытыми порами, такой как пеноуретан. В качестве другого конкретного неограничивающего примера первая сердцевина 156 может включать в себя ячеистый пеноматериал с закрытыми порами.

[0045] Со ссылкой на фиг. 4, первая слоистая структура 138 может включать в себя армированную стержнями первую сердцевину 164. Армированная стержнями первая сердцевина 164 может представлять собой один из примеров выполнения конструктивной первой слоистой структуры 138. Также предполагается использование других способов для выполнения конструктивной первой слоистой структуры 138. В качестве одного общего неограничивающего примера армированная стержнями первая сердцевина 164 может включать в себя ячеистый пеноматериал с закрытыми порами, армированный множеством проводящих армирующих стержней 166. В качестве одного примера проводящие армирующие стержни 166 могут включать в себя углерод. Проводящие армирующие стержни 166 могут проходить частично или полностью через толщину армированной стержнями первой сердцевины 164.

[0046] Со ссылкой на фиг. 3 и со ссылкой на фиг. 1, в качестве одного общего неограничивающего примера вторая сердцевина 162 может быть непроводящим диэлектриком и обеспечивать прохождение электромагнитного излучения 150, например, при выбранных длинах волн (например, при радиоволнах 126). В качестве одного конкретного неограничивающего примера вторая сердцевина 162 может включать в себя конструктивный пеноматериал. В качестве другого конкретного неограничивающего примера вторая сердцевина 162 может включать в себя ячеистый пеноматериал с открытыми порами. В качестве другого конкретного неограничивающего примера вторая сердцевина 162 может включать в себя ячеистый пеноматериал с закрытыми порами.

[0047] Со ссылкой на фиг. 4, вторая слоистая структура 140 может включать в себя армированную стержнями вторую сердцевину 168. Армированная стержнями вторая сердцевина 168 может представлять собой один из примеров выполнения конструктивной второй слоистой структуры 140. Также предполагается использование других способов для выполнения конструктивной второй слоистой структуры 140. В качестве одного общего неограничивающего примера армированная стержнями вторая сердцевина 168 может включать в себя ячеистый пеноматериал с закрытыми порами, армированный множеством непроводящих армирующих стержней 170. В качестве одного примера непроводящие армирующие стержни 170 могут включать в себя стекло. В качестве еще одного общего неограничивающего примера непроводящие армирующие стержни 170 могут включать в себя кварц. Непроводящие армирующие стержни 170 могут проходить частично или полностью через толщину армированной стержнями второй сердцевины 168. В качестве еще одного общего неограничивающего примера армированная стержнями вторая сердцевина 168 может включать в себя непроводящий армированный стержнями ячеистый пеноматериал с закрытыми порами.

[0048] Армирующие стержни могут обеспечивать дополнительную конструктивную целостность сердцевине композитной панели. Армирующие стержни также могут быть использованы в качестве средства смягчения повреждения и/или для ограничения распространения повреждения. В качестве одного примера использование проводящих армирующих стержней 166 в армированной стержнями первой сердцевине 164 может обеспечивать создание очень долговечной и пуленепробиваемой первой слоистой структуры 138. В качестве другого примера использование непроводящих армирующих стержней 170 в армированной стержнями второй сердцевине 168 может обеспечивать создание очень долговечной и пуленепробиваемой второй слоистой структуры 140. В качестве еще одного примера использование проводящих армирующих стержней 166 в армированной стержнями первой сердцевине 164 и непроводящих армирующих стержней 170 в армированной стержнями второй сердцевине 168 может обеспечивать создание очень долговечной и пуленепробиваемой композитной панели (например, первой композитной панели 114).

[0049] Армированная стержнями вторая сердцевина 168 также может включать в себя множество проводящих армирующих стержней 166. Добавление проводящих армирующих стержней 166 может модифицировать характеристики пропускания армированной стержнями второй сердцевины 168. Например, добавление проводящих армирующих стержней 166 может обеспечивать избирательность по частоте для характеристик пропускания армированной стержнями второй сердцевины 168 и, таким образом, радиопрозрачного окна 118

[0050] Со ссылкой на фиг. 2 и 3 и со ссылкой на фиг. 1, при формировании композитной панели (например, первой композитной панели 114), включающей в себя радиопрозрачное окно 118, вторую слоистую структуру 140 встраивают в первую слоистую структуру 138. Например, третий слой 158 полимера, армированного волокном, может быть выполнен чередующимся с первым слоем 152 полимера, армированного волокном, вдоль кромки 144 внутреннего периметра. Вторая сердцевина 162 может соприкасаться (например, быть рядом с присоединением) с первой сердцевиной 156 вдоль кромки 144 внутреннего периметра. В качестве одного примера внешний периметр (явно не показано) второй сердцевины 162 может упираться (например, касаться) во внутренний периметр (явно не показано) первой сердцевины 156. Четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может быть выполнен чередующимся со вторым слоем 154 полимера, армированного волокном, вдоль кромки 144 внутреннего периметра.

[0051] Со ссылкой на фиг. 5, в качестве одного примера первая слоистая структура 138 может включать в себя множество первых слоев 182 полимера, армированного волокном (например, два или более первых слоев 152 полимера, армированного волокном), и множество вторых слоев 184 полимера, армированного волокном (например, два или более вторых слоев 154 полимера, армированного волокном). Вторая слоистая структура 140 может включать в себя множество вторых слоев 186 полимера, армированного волокном (например, два или более третьих слоев 158 полимера, армированного волокном), и множество четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном (например, два или более четвертых слоев 160 полимера, армированного волокном). Множество вторых слоев 186 полимера, армированного волокном и множество первых слоев 182 полимера, армированного волокном, могут быть выполнены чередующимися. Множество четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном, и множество вторых слоев 184 полимера, армированного волокном, могут быть выполнены чередующимися.

[0052] По меньшей мере часть по меньшей мере одного третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, множества вторых слоев 186 полимера, армированного волокном, при чередовании может проходить за кромку 212 внутреннего периметра по меньшей мере одного первого слоя 152 полимера, армированного волокном, множества первых слоев 182 полимера, армированного волокном. По меньшей мере часть по меньшей мере одного четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, множества четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном, при чередовании может проходить за кромку 214 внутреннего периметра по меньшей мере одного второго слоя 154 полимера, армированного волокном, множества вторых слоев 184 полимера, армированного волокном. Кромка 216 внутреннего периметра первой сердцевины 156 может быть смещена от кромки 212 внутреннего периметра множества первых слоев 182 полимера, армированного волокном и кромки 214 внутреннего периметра множества вторых слоев 184 полимера, армированного волокном для увеличения конструктивной целостности первой композитной панели 114.

[0053] Для специалистов в данной области техники будет очевидным, что общее количество слоев полимера, армированного волокном, (например, множество первых слоев 182 полимера, армированного волокном, множество вторых слоев 184 полимера, армированного волокном, множество вторых слоев 186 полимера, армированного волокном, множество четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном) и/или толщина сердцевин (например, первой сердцевины 156 и второй сердцевины 162) может или могут изменяться, как обусловлено, например, необходимыми конструктивными характеристиками и/или характеристиками пропускания первой композитной панели 114, необходимым назначением композитной конструкции 100 (фиг. 1) и т.п.

[0054] Со ссылкой на ФИГ. 6, первая композитная панель 114 может включать в себя внутреннюю линию 190 формования и внешнюю линию 192 формования. После формирования композитной конструкции 100, например, из соединенных друг с другом первой композитной панели 114 и второй композитной панели 116, внутренняя линия 190 формования может образовывать внутреннюю поверхность 194 композитной конструкции 100, а внешняя линия 192 формования может образовывать внешнюю поверхность 196 композитной конструкции 100. Внутренняя линия 190 формования может быть непрерывной. Внешняя линия 192 формования может быть непрерывной. При использовании в настоящем документе "непрерывный" в общем случае относится к выполнению неразрывного целого или без перерыва. В качестве одного примера первый слой 152 полимера, армированного волокном, (или множество первых слоев 182 полимера, армированного волокном) (фиг. 5) и третий слой 158 полимера, армированного волокном, (или множество вторых слоев 186 полимера, армированного волокном) (фиг. 5) могут образовывать непрерывную внутреннюю линию 190 формования. В качестве одного примера второй слой 154 полимера, армированного волокном, (или множество вторых слоев 184 полимера, армированного волокном) (фиг. 5) и четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, (или множество четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном) (ФИГ. 5) могут образовывать непрерывную внешнюю линию 192 формования.

[0055] Радиочастотная антенна 124 может быть размещена относительно радиопрозрачного окна 118 первой композитной панели 114. В качестве одного примера и как лучше всего показано на фиг. 6, радиочастотная антенна 124 может быть расположена позади радиопрозрачного окна 118. Например, радиочастотная антенна 124 может быть соединена вдоль (например, присоединена к) внутренней линии 190 формования первой композитной панели 114 (или внутренней поверхности 194 композитной конструкции 100) позади второй слоистой структуры 140. В таком примере радиочастотная антенна 124 может включать в себя конформную антенну, соединенную (например, механическим способом, приклеенную и т.п.) со второй слоистой структурой 140. В качестве одного конкретного неограничивающего примера радиочастотная антенна 124 может включать в себя конформную антенну, нанесенную со связыванием (например, приклеенную) на внутреннюю линию 190 формования первой композитной панели 114, такой как тонкая антенна, приклеиваемая после снятия поверхностного слоя. В качестве другого конкретного неограничивающего примера радиочастотная антенна 124 может включать в себя один или более плоских антенных элементов (например, дипольные, рупорные или патч-антенны), механически соединенных (например, скрепленных) с внутренней линией 190 формования первой композитной панели 114 (или внутренней поверхностью 194 композитной конструкции 100) позади второй слоистой структуры 140. Также предполагается использование плоских антенных элементов других подходящих типов.

[0056] В качестве другого примера (явно не показано), радиочастотная антенна 124 может быть расположена перед радиопрозрачным окном 118. Например, радиочастотная антенна 124 может быть соединена вдоль (например, присоединена к) внешней линии 192 формования первой композитной панели 114 (или внешней поверхности 196 композитной конструкции 100) перед второй слоистой структурой 140. В качестве одного конкретного неограничивающего примера радиочастотная антенна 124 может включать в себя внешнюю конформную антенну, нанесенную со связыванием (например, приклеенную) на вторую слоистую структуру 140, такую как тонкая антенна, приклеиваемая после снятия поверхностного слоя. Хотя на фиг. 6 это явно не показано, поверх приклеенной антенны для ее защиты от воздействия окружающей среды может быть нанесено защитное покрытие.

[0057] Форма излучательного элемента радиочастотной антенны 124 зависит от зоны охвата радиосредствами и необходимой поляризации, учета перекрытия диаграммы направленности с другими антеннами и близости соседней конструкции воздушного летательного аппарата. В одном конкретном неограничивающем примере указанная форма может быть спиральной или спирально-щелевой для обеспечения полусферического излучения с круговой поляризацией. В другом конкретном неограничивающем примере указанная форма может быть синусоидально спиральной для обеспечения полусферического излучения с линейной поляризацией. Еще в одном конкретном неограничивающем примере указанная форма может быть с щелевым пазом для обеспечения сферического квадрантного излучения.

[0058] В любом из этих примеров радиочастотная антенна 124 может быть заменена (например, отсоединена и подвергнута замене). В качестве одного примера, при повреждении или неправильной работе радиочастотная антенна 124 может быть заменена новой радиочастотной антенной. В качестве другого примера радиочастотная антенна 124 может быть заменена радиочастотной антенной отличающегося типа, например, в зависимости от необходимого типа связи (например, антенной, предназначенной для решения конкретной задачи).

[0059] В качестве еще одного примера (явно не показано), радиочастотная антенна 124 может быть расположена между слоями сэндвичевой конструкции второй слоистой структуры 140. В качестве одного примера, радиочастотная антенна 124 может быть расположена между третьим слоем 158 полимера, армированного волокном, и второй сердцевиной 162. В качестве другого примера, радиочастотная антенна 124 может быть расположена между второй сердцевиной 162 и четвертым слоем 160 полимера, армированного волокном. В качестве другого примера, радиочастотная антенна 124 может быть расположена между множеством вторых слоев 186 полимера, армированного волокном (фиг. 5). В качестве еще одного примера, радиочастотная антенна 124 может быть расположена между множеством четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном (фиг. 5). В таких примерах радиочастотная антенна 124 может включать в себя проводящую фольгу (например, медную фольгу).

[0060] Резонансная полость 198 может быть размещена позади радиопрозрачного окна 118 и радиочастотной антенны 124. В качестве одного примера резонансная полость 198 может быть соединена с внутренней линией 190 формования первой композитной панели 114 (или внутренней поверхностью 194 композитной конструкции 100 внутри внутреннего объема 106) позади второй слоистой структуры 140. Резонансная полость 198 может быть выполнена с возможностью усиления однонаправленного излучения в электромагнитном излучении 150 (фиг. 1), например, при выбранных длинах волн (например, радиоволнах 126) (фиг. 1), передаваемых от радиочастотной антенны 124. Резонансная полость 198 может также быть выполнена с возможностью задания резонансной частоты радиочастотной антенны 124 (например, настройки радиочастотной антенны 124). В качестве одного примера резонансная полость 198 может быть облицована диэлектрическим материалом. В качестве другого примера резонансная полость 198 может быть заполнена диэлектрическим материалом.

[0061] Размеры резонансной полости 198 могут быть обусловлены различными факторами. Например, размер и/или глубина резонансной полости 198 могут быть обусловлены, например, размером радиочастотной антенны 124, частотой радиоволн 126 (фиг. 1), использованием диэлектрического или иного материала внутри указанной полости для уменьшения требований к ее глубине и т.п.

[0062] При необходимости проволочная сетка 200 может быть расположена внутри сэндвичевой конструкции первой композитной панели 114. Проволочная сетка 200 может действовать в качестве механизма отведения ударов молнии. Проволочная сетка 200 может быть проницаемой для электромагнитного излучения 150 (фиг. 1), например, при выбранных длинах волн (например, радиоволнах 126) (фиг. 1). В качестве одного общего неограничивающего примера проволочная сетка 200 может включать в себя тонкий алюминиевый ячеистый лист. В качестве еще одного общего неограничивающего примера проволочная сетка 200 может включать в себя структурированную алюминиевую ячеистую фольгу.

[0063] В качестве одного примера и как лучше всего показано на фиг. 6, проволочная сетка 200 может быть расположена между вторым слоем 154 полимера, армированного волокном, и первой сердцевиной 156 и четвертым слоем 160 полимера, армированного волокном, и второй сердцевиной 162. В качестве другого примера (явно не показано), проволочная сетка 200 может быть расположена между первым слоем 152 полимера, армированного волокном, и первой сердцевиной 156 и третьим слоем 158 полимера, армированного волокном, и второй сердцевиной 162. В качестве другого примера (явно не показано), проволочная сетка 200 может быть расположена между множеством вторых слоев 184 полимера, армированного волокном и множеством четвертых слоев 188 полимера, армированного волокном (фиг. 5). В качестве другого примера (явно не показано), проволочная сетка 200 может быть расположена между множеством первых слоев 182 полимера, армированного волокном и множеством вторых слоев 186 полимера, армированного волокном (фиг. 5).

[0064] Со ссылкой на фиг. 1 и со ссылкой на фиг. 6, любые композитные панели из множества композитных панелей 102, образующих композитную конструкцию 100, не включая радиопрозрачное окно 118 (например, вторую композитную панель 116), могут включать в себя конструктивную третью слоистую структуру 172. Третья слоистая структура 172 может включать в себя третий композиционный материал 174 (фиг. 1). Третий композиционный материал 174 может быть непроницаемым для электромагнитного излучения 150. В качестве одного общего неограничивающего примера третий композиционный материал 174 может быть выполнен с возможностью блокирования радиочастотных сигналов (например, радиоволн 126), передаваемых и/или принимаемых радиочастотной антенной 124. В качестве одного конкретного неограничивающего примера третий композиционный материал 174 может быть непроницаемым для радиоволн 126, имеющих частоты от приблизительно 3 кГц до приблизительно 300 ГГц.

[0065] Третья слоистая структура 172 может включать в себя по меньшей мере один пятый слой 176 полимера, армированного волокном, по меньшей мере один шестой слой 178 полимера, армированного волокном, и третью сердцевину 180. Третья сердцевина 180 может быть расположена между пятым слоем 176 полимера, армированного волокном, и шестым слоем 178 полимера, армированного волокном, с образованием сэндвичевой конструкции. Третья слоистая структура 172 может включать в себя те же составные материалы (например, армирующий волокнистый материал и/или материал полимерной матрицы) что и первая слоистая структура 138 или может включать в себя отличающиеся составные материалы.

[0066] Со ссылкой на фиг. 1 в качестве одного примера реализации, композитная конструкция 100 может образовывать конструктивный компонент 110 транспортного средства 112. В качестве одного общего неограничивающего примера композитная конструкция 100 (например, конструктивный компонент 110) может быть конструктивной частью несущего корпуса воздушного летательного аппарата (например, транспортного средства 112).

[0067] В качестве одного конкретного неограничивающего примера, композитная конструкция 100 может быть крылом воздушного летательного аппарата с неподвижным крылом (например, самолета или беспилотного летательного транспортного средства с неподвижным крылом). В качестве другого конкретного неограничивающего примера композитная конструкция 100 может быть горизонтальным или вертикальным стабилизатором воздушного летательного аппарата с неподвижным крылом. В качестве другого конкретного неограничивающего примера композитная конструкция 100 может быть крылом воздушного летательного аппарата с несущим винтом (например, вертолета или беспилотного летательного транспортного средства с несущим винтом). В качестве еще одного общего неограничивающего примера композитная конструкция 100 может быть хвостовой балкой воздушного летательного аппарата с несущим винтом. Соответственно, трехмерная форма 104 и/или размеры 108 могут отличаться в зависимости от, например, типа транспортного средства 112 (например, типа воздушного летательного аппарата), типа конструктивного компонента 110, размера и/или формы конструктивного компонента 110 и т.п.

[0068] Со ссылкой на фиг. 7, в одном примере выполнения композитная конструкция 100 (например, конструктивный компонент 110 транспортного средства 112) может представлять собой композитное крыло 128 воздушного летательного аппарата (например, воздушного летательного аппарата с неподвижным крылом или воздушного летательного аппарата с несущим винтом). Множество композитных панелей 102 может иметь взаимное соединение с образованием композитного крыла 128. Например, множество композитных панелей 102 может включать в себя первую композитную панель 114, вторую композитную панель 116, третью композитную панель 120 и четвертую композитную панель 122. В этом иллюстративном примере первая композитная панель 114 может в общем случае задавать верхнюю поверхность 130 композитного крыла 128, вторая композитная панель 116 может в общем случае задавать нижнюю поверхность 132 композитного крыла 128, третья композитная панель 120 может в общем случае задавать переднюю кромку 134 композитного крыла 128 и четвертая композитная панель 122 может в общем случае задавать заднюю кромку 136 композитного крыла 128.

[0069] Хотя один из примеров композитного крыла 128, как показано на фиг. 2, может включать в себя четыре композитные панели 102, для специалистов в данной области техники будет очевидным, что в других примерах любые подходящие множество и/или конфигурация композитных панелей 102 могут быть использованы для образования композитного крыла 128 (или иного конструктивного компонента 110 транспортного средства 112). В качестве одного примера композитное крыло 128 может включать в себя две имеющие взаимное соединение композитные панели 102 с конфигурацией в виде двустворчатой раковины. Например, первая композитная панель 114 может в общем случае задавать верхнюю поверхность 130, верхний участок передней кромки 134 и верхний участок задней кромки 136 композитного крыла 128. Вторая композитная панель 116 может в общем случае задавать нижнюю поверхность 132, нижний участок передней кромки 134 и нижний участок задней кромки 136 композитного крыла 128. В качестве другого примера, более чем четыре композитные панели 102 могут иметь взаимное соединение с образованием композитного крыла 128 (или иного конструктивного компонента 110 транспортного средства 112).

[0070] Композитное крыло 128 может включать в себя по меньшей мере одно радиопрозрачное окно 118. Радиопрозрачное окно 118 может быть встроено по меньшей мере в одну композитную панель (например, первую композитную панель 114) из множества композитных панелей 102, образующих композитное крыло 128. В качестве одного примера и как лучше всего показано на фиг. 2, радиопрозрачное окно 118 может быть встроено первую композитную панель 114.

[0071] Со ссылкой на фиг. 7 и со ссылкой на фиг. 1, подходящий анализ прочности конструкции и/или анализ пропускания может быть использован для определения соответствующего места расположения для радиопрозрачного окна 118 на конструктивных компонентах 110 разных типов (например, хвостовой балке) транспортного средства 112, образованных композитной конструкцией 100. В качестве одного примера, продольное расположение радиопрозрачного окна 118 на композитном крыле 128 может зависеть от необходимого поля зоны охвата радиосредствами и необходимой поляризации радиоволн 126, учета перекрытия диаграммы направленности с другими антеннами, близости соседней конструкций (например, основных или вспомогательных конструкций) транспортного средства 112 для учета затенения и дифракции и/или влияния наличия радиопрозрачного окна 118 на допуск в отношении деформации композитного крыла 128.

[0072] При использовании в настоящем документе "продольный" и/или "продольно" в общем случае определяет направление вдоль длины конструкции. В качестве одного примера, продольное расположение на воздушном летательном аппарате определяется по отношению к длине воздушного летательного аппарата, и продольное направление воздушного летательного аппарата определяется от его передней до его хвостовой части. В качестве другого примера, продольное расположение на крыле воздушного летательного аппарата определяется по отношению к длине (например, размера вдоль размаха крыла) крыла и продольное направление крыла определяется от основания крыла (например, там, где оно соединено с фюзеляжем воздушного летательного аппарата) к внешнему концу крыла.

[0073] В одном неограничивающем примере размещение радиопрозрачного окна 118 в верхней поверхности 130 композитного крыла 128 может, например, учитывать перекрытие диаграммы направленности с аналогичной симметричной антенной, расположенной в другом крыле (явно не показано). В другом неограничивающем примере размещение радиопрозрачного окна 118 продольно вдоль композитного крыла 128 может, например, учитывать близость основания крыла, обычно приблизительно от половины до четверти длины волны на центральной частоте рабочего диапазона. В другом неограничивающем примере размещение в несущем корпусе воздушного летательного аппарата может, например, учитывать ориентацию радиопрозрачного окна 118 для обеспечения зоны охвата радиосредствами "воздух-воздух", "воздух-космос" и/или "воздух-земля". В другом неограничивающем примере размещение радиопрозрачного окна 118 на панели левого или правого борт может, например, учитывать взаимодействия с близлежащими конструкциями, перекрытие диаграммы направленности с аналогичной симметричной антенной, расположенной на противоположной части воздушного летательного аппарата и/или ориентацию радиопрозрачного окна 118 для обеспечения зоны охвата радиосредствами "воздух-воздух", "воздух-космос" и/или "воздух-земля". Еще в одном неограничивающем примере размещение радиопрозрачного окна 118 в передней кромке или задней кромке вертикального хвостового оперения или горизонтального крыла может, например, учитывать взаимодействия с близлежащими конструкциями, перекрытие диаграммы направленности с аналогичной симметричной антенной, расположенной на противоположной части воздушного летательного аппарата и/или ориентацию радиопрозрачного окна 118 для обеспечения зоны охвата радиосредствами "воздух-воздух", "воздух-космос" и/или "воздух-земля".

[0074] Хотя один из примеров композитного крыла 128 (например, композитной конструкции 100), как показано на фиг. 7, включает в себя только одно радиопрозрачное окно 118 (например, в первой композитной панели 114 из множества композитных панелей 102), расположенное на верхней поверхности 130 для связи "воздух-космос", в других примерах композитное крыло 128 может включать в себя более чем одно радиопрозрачное окно 118, например, расположенное на одной и той же поверхности или отличающейся поверхности, в качестве другого радиопрозрачного окна 118 (явно не показано на фиг. 2).

[0075] Со ссылкой на фиг. 7, композитная конструкция 100 (например, композитное крыло 128) может включать в себя по меньшей мере одну панель 204 обеспечения доступа. Панель 204 обеспечения доступа может быть выполнена по меньшей мере в одной композитной панели (например, первой композитной панели 114) из множества композитных панелей 102. Панель 204 обеспечения доступа может быть выполнена с возможностью обеспечения доступа к внутреннему объему 106 (фиг. 1) композитной конструкции 100, например, доступа к радиочастотной антенне 124 и/или резонансной полости 198 (фиг. 1). В альтернативном варианте реализации изобретения, когда радиопрозрачное окно 118 расположено возле основания композитного крыла 128, свободный доступ может быть получен снятием композитного крыла 128 с основной конструкции (например, несущего корпуса) воздушного летательного аппарата.

[0076] Со ссылкой на фиг. 1 и со ссылкой на фиг. 6, композитная конструкция 100 может включать в себя множество внутренних опор 202. Множество внутренних опор 202 могут быть соединены с внутренней поверхностью 194 (фиг. 6) композитной конструкции 100 (например, внутренней линией 190 формования (фиг. 6) из множества композитных панелей 102) и расположены во внутреннем объеме 106. Множество внутренних опор 202 могут увеличивать конструктивную целостность композитной конструкции 100.

[0077] Показанный вариант реализации транспортного средства 112, узел 210 конформной композитной антенны, первая композитная панель 114 и/или вторая композитная панель 116 на фиг. 1 не означают наложения физических или архитектурных ограничений на способ, которым могут быть осуществлены различные примерные варианты реализации. Могут быть использованы другие признаки в дополнение к проиллюстрированным признакам и/или вместо них. Некоторые признаки не обязательно могут присутствовать в некоторых примерных вариантах реализации. Также некоторые блоки представлены для иллюстрации некоторых функциональных признаков. Один или более из этих блоков могут быть скомбинированы и/или разделены на отличающиеся блоки при их реализации в различных примерных вариантах. Кроме того, узел 210 конформной композитной антенны может включать в себя дополнительные материалы, отличные от композитов (например, первого композиционного материала 146, второго композиционного материала 148 и/или третьего композиционного материала 174) и/или сердцевин (например, первой сердцевины 156, второй сердцевины 162 и/или третьей сердцевины 180).

[0078] Со ссылкой на фиг. 8 и со ссылкой на фиг. 1, в качестве одного примера множество внутренних опор 202 может включать в себя лонжероны 206 и/или нервюры 208. Также могут быть использованы другие внутренние опоры 202, например, стрингеры, стойки и т.п.

[0079] Со ссылкой на фиг. 9 и со ссылкой на фиг. 1-6 раскрыт один вариант реализации способа, в целом обозначенного 300, изготовления узла конформной композитной антенны, например узла 210 конформной композитной антенны (фиг. 1), который может включать в себя наслаивание или выкладку, например на форму, по меньшей мере одного первого слоя 152 полимера, армированного волокном, как показано в блоке 302. Первый слой 152 полимера, армированного волокном, может включать в себя отверстие, образованное кромкой 212 внутреннего периметра (фиг. 5).

[0080] Способ 300 может дополнительно включать наслаивание по меньшей мере одного третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, поверх первого слоя 152 полимера, армированного волокном, как показано в блоке 304. Третий слой 158 полимера, армированного волокном, может быть размещен внутри отверстия в первом слое 152 полимера, армированного волокном, и соединен вдоль кромки 212 внутреннего периметра. Например, третий слой 158 полимера, армированного волокном, может быть выполнен чередующимся с первым слоем 152 полимера, армированного волокном.

[0081] Способ 300 может дополнительно включать наслаивание первой сердцевины 156 и второй сердцевины 162 поверх первого слоя 152 полимера, армированного волокном, и третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, как показано в блоке 306. Первая сердцевина 156 может быть расположена поверх первого слоя 152 полимера, армированного волокном. Вторая сердцевина 162 может быть расположена поверх третьего слоя 158 полимера, армированного волокном. В качестве одного примера первая сердцевина 156 может включать в себя отверстие, образованное кромкой 216 внутреннего периметра (фиг. 5). Вторая сердцевина 162 может быть размещена внутри отверстия в первой сердцевине и соединена вдоль кромки 216 внутреннего периметра. В качестве другого примера первая сердцевина 156 может быть выполнена, например, посредством использования множества проводящих армирующих стержней 166 (например, армированная стержнями первая сердцевина 164, показанная на ФИГ. 4), а вторая сердцевина 162 может быть выполнена внутри кромки 216 внутреннего периметра, например, посредством использования множества непроводящих армирующих стержней 170 (например, армированная стержнями вторая сердцевина 168, показанная на фиг. 4).

[0082] Способ 300 может дополнительно включать наслаивание второго слоя 154 полимера, армированного волокном, поверх первой сердцевины 156, как показано в блоке 308. Второй слой 154 полимера, армированного волокном, может включать в себя отверстие, образованное кромкой 214 внутреннего периметра (фиг. 5). Отверстие во втором слое 154 полимера, армированного волокном, может обнажать вторую сердцевину 162.

[0083] Способ 300 может дополнительно включать наслаивание по меньшей мере одного четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, поверх по меньшей мере части второго слоя 154 полимера, армированного волокном, и второй сердцевины 162, как показано в блоке 310. Четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может быть размещен внутри отверстия во втором слое 154 полимера, армированного волокном, и соединен вдоль кромки 214 внутреннего периметра. Например, четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, может быть выполнен чередующимся со вторым слоем 154 полимера, армированного волокном.

[0084] Способ 300 может дополнительно включать совместное отверждение первого слоя 152 полимера, армированного волокном, второго слоя 154 полимера, армированного волокном, первой сердцевины 156, третьего слоя 158 полимера, армированного волокном, четвертого слоя 160 полимера, армированного волокном, и второй сердцевины 162 с образованием первой композитной панели 114, как показано в блоке 312.

[0085] Таким образом, первый слой 152 полимера, армированного волокном, второй слой 154 полимера, армированного волокном, первая сердцевина 156, третий слой 158 полимера, армированного волокном, четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, и вторая сердцевина 162 могут образовывать первую композитную панель 114, имеющую сэндвичевую конструкцию. Первый слой 152 полимера, армированного волокном, второй слой 154 полимера, армированного волокном, и первая сердцевина 156 могут образовывать первую слоистую структуру 138 первой композитной панели 114. Третий слой 158 полимера, армированного волокном, четвертый слой 160 полимера, армированного волокном, и вторая сердцевина 162 могут образовывать вторую слоистую структуру 140 первой композитной панели 114. Вторая слоистая структура 140 может быть встроена в первую слоистую структуру 138 (например, совместно использовать общую внутреннюю линию 190 формования и внешнюю линию 192 формования (фиг. 6)) и задавать радиопрозрачное окно 118 в первой композитной панели 114.

[0086] Способ 300 может дополнительно включать соединение радиочастотной антенны 124 с первой композитной панелью 114 вблизи (например, с или около), например, одной стороны радиопрозрачного окна 118, как показано в блоке 314. В качестве одного примера, радиочастотная антенна 124 может быть соединена с первой композитной панелью 114 позади радиопрозрачного окна 118 (например, соединена со второй слоистой структурой 140 возле внутренней линии 190 формования (фиг. 6)). В качестве одного примера радиочастотная антенна 124 может быть соединена с композитной панелью 114 перед радиопрозрачным окном 118 (например, соединена со второй слоистой структурой 140 возле внешней линии 192 формования (фиг. 6)). В качестве другого примера, радиочастотная антенна 124 может быть расположена внутри второй слоистой структуры 140.

[0087] Способ 300 может дополнительно включать размещение резонансной полости 198 (фиг. 6) позади радиопрозрачного окна 118 и радиочастотной антенны 124, как показано в блоке 316. В качестве одного примера резонансная полость 198 может быть соединена с первой композитной панелью 114 позади радиопрозрачного окна 118 и радиочастотной антенны 124 (например, соединена со второй слоистой структурой 140 возле внутренней линии 190 формования (фиг. 6)).

[0088] Способ 300 может дополнительно включать взаимное соединение первой композитной панели 114 по меньшей мере с одной дополнительной композитной панелью (например, второй композитной панелью 116 (фиг. 1)) с образованием композитной конструкции 100, как показано в блоке 318.

[0089] Композитная конструкция 100 может образовывать конструктивный компонент 110 транспортного средства 112 (фиг. 1). В качестве одного примера и как показано на фиг. 7, композитная конструкция 100 может образовывать композитное крыло 128 воздушного летательного аппарата. Таким образом, композитная конструкция 100 (например, композитное крыло 128) может включать в себя узел 210 конформной композитной антенны.

[0090] В отношении способа 300 могут быть выполнены модификации, дополнения или исключения без отхода от сущности и объема настоящего раскрытия. Способ 300 может включать большее количество, меньшее количество этапов или другие этапы. Кроме того, этапы могут быть выполнены в любом подходящем порядке. Кроме того, способ 300 может включать дополнительные материалы, отличные от композитов (например, первую композитную панель 114 и/или вторую композитную панель 116 (фиг. 1)) и/или сердцевин (например, первой сердцевины 156, вторую сердцевины 162 и/или третьей сердцевины 180 (фиг. 1)).

[0091] Примеры настоящего раскрытия могут быть описаны в контексте способа 1100 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата, как показано на фиг. 10, и воздушного летательного аппарата 1200, как показано на фиг. 11. Во время подготовки к изготовлению проиллюстрированный способ 1100 может включать в себя разработку спецификации и проектирование воздушного летательного аппарата 1200, как показано в блоке 1102, и материальное снабжение, как показано в блоке 1104. Во время производства может иметь место изготовление компонентов и сборочных узлов, как показано в блоке 1106, и интеграция систем, как показано в блоке 1108, воздушного летательного аппарата 1200. После этого воздушный летательный аппарат 1200 может пройти через стадию сертификации и доставки, как показано в блоке 1110, для ввода в эксплуатацию, как показано в блоке 1112. При эксплуатации воздушный летательный аппарат 1200 может подпадать под регламентное техобслуживание и текущий ремонт, как показано в блоке 1114. Регламентное техобслуживание и текущий ремонт могут включать в себя модернизацию, перенастройку, переоборудование и так далее одной или более систем воздушного летательного аппарата 1200.

[0092] Каждый из процессов проиллюстрированного способа 1100 может быть выполнен или осуществлен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором (например, заказчиком). В целях настоящего описания системный интегратор может включать в себя, без ограничения, любое количество производителей воздушных летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам; третья сторона может включать в себя, без ограничения, любое количество поставщиков, субподрядчиков и поставщиков; а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.д.

[0093] Как показано на фиг. 11, воздушный летательный аппарат 1200, изготовленный с помощью проиллюстрированного способа 1100, может включать в себя корпус 1202 с множеством высокоуровневых систем 1204 и внутреннюю часть 1206. Примеры высокоуровневых систем 1204 включают в себя одну или более из следующих систем: движительная система 1208, электрическая система 1210, гидравлическая система 1212 и система 1214 управления условиями окружающей среды. Любое количество других систем может быть включено. Несмотря на то, что показан пример, относящийся к аэрокосмической отрасли, принципы, раскрытые в настоящем документе, могут применяться в других отраслях промышленности, таких как автомобильная и судостроительная промышленности.

[0094] Устройства и способы, показанные или описанные в настоящем документе, могут быть использованы во время любых одного или более этапов способа 1100 изготовления и обслуживания. Например, компоненты или сборочные узлы, относящиеся изготовлению компонентов и сборочных узлов (блок 1106), могут быть изготовлены или произведены аналогично компонентам или сборочным узлам, изготовленным во время эксплуатации воздушного летательного аппарата 1200 (блок 1112). Также, один или более примеров устройств и способов или их комбинаций могут быть использованы во время производственных этапов (блоки 1108 и 1110), например, с существенным уменьшением рисков, связанных с поддельными компонентами в процессах производства и обслуживания воздушных летательных аппаратов. Аналогично, один или более примеров устройств и способов или их комбинаций могут быть использованы, например и без ограничения, во время эксплуатации воздушного летательного аппарата 1200 (блок 1112) и во время регламентного техобслуживания и ремонта (блок 1114).

Кроме того, настоящее раскрытие содержит варианты реализации изобретения согласно следующим пунктам:

1. Композитная панель, содержащая:

первую слоистую структуру, содержащую первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно содержащую кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра; и

вторую слоистую структуру, содержащую второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри указанной первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль указанной кромки внутреннего периметра.

2. Композитная панель по пункту 1, в которой указанная первая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один первый слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один второй слой полимера, армированного волокном; и

первую сердцевину, расположенную между указанным первым слоем полимера, армированного волокном, и указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, с образованием первой сэндвичевой конструкции.

3. Композитная панель по пункту 2, в которой указанная вторая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один третий слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один четвертый слой полимера, армированного волокном; и

вторую сердцевину, расположенную между указанным третьим слоем полимера, армированного волокном, и указанным четвертым слоем полимера, армированного волокном, с образованием второй сэндвичевой конструкции.

4. Композитная панель по пункту 3, в которой:

указанный третий слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным первым слоем полимера, армированного волокном,

указанный четвертый слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, и

указанная вторая сердцевина соприкасается с указанной первой сердцевиной.

5. Композитная панель по пункту 3, в которой указанный третий слой полимера, армированного волокном, указанный четвертый слой полимера, армированного волокном, и указанная вторая сердцевина являются непроводящими и диэлектриками.

6. Композитная панель по пункту 3, дополнительно содержащая:

антенну и

резонансную полость, расположенную позади указанной второй слоистой структуры и указанной антенны.

7. Композитная панель по пункту 6, в которой указанная антенна расположена между указанным третьим слоем полимера, армированного волокном, и указанной второй сердцевиной.

8. Композитная панель по пункту 6, в которой указанная антенна расположена между указанной второй сердцевиной и указанным четвертым слоем полимера, армированного волокном.

9. Композитная панель по пункту 6, дополнительно содержащая:

внутреннюю линию формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой;

внешнюю линию формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой, причем

указанная антенна соединена с указанной второй слоистой структурой вдоль указанной внутренней линии формования.

10. Композитная панель по пункту 6, дополнительно содержащая:

внутреннюю линию формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой;

внешнюю линию формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой, причем

указанная антенна соединена с указанной второй слоистой структурой вдоль указанной внешней линии формования.

11. Композитная конструкция, содержащая:

множество соединенных друг с другом композитных панелей, причем по меньшей мере одна композитная панель из указанного множества композитных панелей содержит:

первую слоистую структуру, содержащую первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно содержащую кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра; и

вторую слоистую структуру, содержащую второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри указанной первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль указанной кромки внутреннего периметра.

12. Композитная конструкция по пункту 11, в которой указанная первая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один первый слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один второй слой полимера, армированного волокном; и

первую сердцевину, расположенную между указанным первым слоем полимера, армированного волокном, и указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, с образованием первой сэндвичевой конструкции.

13. Композитная конструкция по пункту 12, в которой указанная вторая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один третий слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один четвертый слой полимера, армированного волокном; и

вторую сердцевину, расположенную между указанным третьим слоем полимера, армированного волокном, и указанным четвертым слоем полимера, армированного волокном, с образованием второй сэндвичевой конструкции.

14. Композитная конструкция по пункту 13, в которой:

указанный третий слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным первым слоем полимера, армированного волокном,

указанный четвертый слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, и

указанная вторая сердцевина упирается в указанную первую сердцевину.

15. Композитная конструкция по пункту 11, дополнительно содержащая:

антенну и

резонансную полость, расположенную позади указанной второй слоистой структуры и указанной антенны.

16. Композитная конструкция по пункту 11, в которой указанная композитная конструкция образует конструктивный компонент транспортного средства.

17. Композитная конструкция по пункту 11, в которой указанная композитная конструкция образует композитное крыло воздушного летательного аппарата.

18. Узел конформной композитной антенны, содержащий:

композитную панель, содержащую:

первую слоистую структуру, содержащую первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и дополнительно содержащую кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра; и

вторую слоистую структуру, содержащую второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри указанной первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль указанной кромки внутреннего периметра;

антенну, размещенную относительно указанной второй слоистой

структуры; и

резонансную полость, расположенную позади указанной второй слоистой структуры и указанной антенны.

19. Узел конформной композитной антенны по пункту 18, в котором:

указанная первая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один первый слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один второй слой полимера, армированного волокном; и

первую сердцевину, расположенную между указанным первым слоем полимера, армированного волокном, и указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, с образованием первой сэндвичевой конструкции, указанная вторая слоистая структура содержит:

по меньшей мере один третий слой полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один четвертый слой полимера, армированного волокном; и

вторую сердцевину, расположенную между указанным третьим слоем полимера, армированного волокном, и указанным четвертым слоем полимера, армированного волокном, с образованием второй сэндвичевой конструкции,

указанный третий слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным первым слоем полимера, армированного волокном,

указанный четвертый слой полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, и

указанная вторая сердцевина упирается в указанную первую сердцевину.

20. Узел конформной композитной антенны по пункту 18, в котором указанная композитная панель имеет взаимное соединение по меньшей мере с одной дополнительной композитной панелью с образованием композитной конструкции.

Хотя были показаны и описаны различные варианты реализации раскрытых аппарата и способа, после прочтения настоящего документа для специалистов данной области техники могут быть очевидны их модификации. Настоящая заявка включает в себя такие модификации и ограничивается только объемом формулы изобретения.

Предложенное изобретение относится к антенным конструкциям с радиопрозрачным окном. Композитная панель содержит первую слоистую структуру, включающую в себя первый композиционный материал, непроницаемый для электромагнитного излучения, и кромку внешнего периметра и кромку внутреннего периметра, а также вторую слоистую структуру, включающую в себя второй композиционный материал, проницаемый для электромагнитного излучения, и размещенную внутри первой слоистой структуры и физически соединенную с ней вдоль кромки внутреннего периметра. Данное изобретение позволяет смягчить повреждения, а также ограничить распространение повреждения, и соответственно создать долговечную и пуленепробиваемую композитную панель. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Композитная панель, содержащая:

первую слоистую структуру (138), содержащую первый композиционный материал (146), непроницаемый для электромагнитного излучения и содержащий

по меньшей мере один первый слой (152) полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один второй слой (154) полимера, армированного волокном;

и первую сердцевину (164), расположенную между указанным первым слоем полимера, армированного волокном, и указанным вторым слоем полимера, армированного волокном, с образованием первой сэндвичевой конструкции,

причем первая слоистая структура (138) дополнительно содержит кромку (142) внешнего периметра и кромку (144) внутреннего периметра; и

вторую слоистую структуру (140), содержащую второй композиционный материал (148), проницаемый для электромагнитного излучения и содержащий по меньшей мере один третий слой (158) полимера, армированного волокном;

по меньшей мере один четвертый слой (160) полимера, армированного волокном;

и вторую сердцевину (168), расположенную между указанным третьим слоем полимера, армированного волокном, и указанным четвертым слоем полимера, армированного волокном, с образованием второй сэндвичевой конструкции,

причем вторая слоистая структура (140) размещена внутри указанной первой слоистой структуры и физически соединена с ней вдоль указанной кромки внутреннего периметра,

причем указанный первый композиционный материал (146) дополнительно содержит проводящие армирующие стержни (166), проходящие по меньшей мере частично через указанную первую сердцевину (164),

и причем указанный второй композиционный материал (148) дополнительно содержит непроводящие армирующие стержни (170), проходящие по меньшей мере частично через указанную вторую сердцевину (168).

2. Композитная панель по п. 1, в которой указанный второй композиционный

материал (148) дополнительно содержит проводящие армирующие стержни (166), проходящие по меньшей мере частично через указанную вторую сердцевину (168).

3. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой:

указанный третий слой (158) полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным первым слоем (152) полимера, армированного волокном, указанный четвертый слой (160) полимера, армированного волокном, выполнен чередующимся с указанным вторым слоем (154) полимера, армированного волокном, а указанная вторая сердцевина (168) соприкасается с указанной первой сердцевиной (164).

4. Композитная панель по любому из пп. 1-3, в которой указанный третий слой (158) полимера, армированного волокном, указанный четвертый слой (160) полимера, армированного волокном, и указанная вторая сердцевина (168) являются непроводящими и диэлектриками.

5. Композитная панель по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащая:

антенну (124) и резонансную полость (198), расположенную позади указанной второй слоистой структуры (140) и указанной антенны.

6. Композитная панель по п. 5, в которой указанная антенна (124) расположена между указанным третьим слоем (158) полимера, армированного волокном, и указанной второй сердцевиной (168).

7. Композитная панель по п. 5, в которой указанная антенна (124) расположена между указанной второй сердцевиной (168) и указанным четвертым слоем (160) полимера, армированного волокном.

8. Композитная панель по п. 5, дополнительно содержащая:

внутреннюю линию (190) формования, образованную указанной первой слоистой структурой (138) и указанной второй слоистой структурой (140);

и внешнюю линию (192) формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой, причем указанная антенна (124) соединена с указанной второй слоистой структурой вдоль указанной внутренней линии формования.

9. Композитная панель по п. 5, дополнительно содержащая:

внутреннюю линию (190) формования, образованную указанной первой слоистой структурой (138) и указанной второй слоистой структурой (140);

внешнюю линию (192) формования, образованную указанной первой слоистой структурой и указанной второй слоистой структурой, причем указанная антенна (124) соединена с указанной второй слоистой структурой вдоль указанной внешней линии формования.