Антенный обтекатель Российский патент 2020 года по МПК H01Q1/42 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к конструкциям головных радиопрозрачных обтекателей (РПО) ракет с оболочками, изготавливаемыми из керамических материалов.

Увеличение скоростей при определенной маневренности современных летательных аппаратов, как следствие, приводит к увеличению нагрузок, действующих на летательный аппарат и на РПО в частности, что в свою очередь приводит к необходимости разработки конструктивных решений по обеспечению работоспособности узла соединения оболочки со шпангоутом.

Наиболее близким конструктивным решением является антенный обтекатель (патент РФ №2536361, МПК H01Q 1/42, опубл. 2014), выбранный в качестве прототипа, включающий керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное между ними теплоизоляционное кольцо, выполненное из термостойкого пластика и соединенное с оболочкой и шпангоутом термостойким адгезивом.

Недостатком этого решения является невозможность сохранения работоспособности конструкции в условиях значительных изгибающих моментов и длительных температурных нагрузок из-за ограниченного предела прочности при межслоевом сдвиге материала теплоизоляционного кольца, а также в случае ограниченных габаритов изделия при невозможности увеличения толщины теплоизоляционного кольца для получения рабочей температуры клеевого соединения со шпангоутом.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение работоспособности антенного обтекателя в условиях повышенного теплосилового нагружения элементов конструкции, а именно узла соединения оболочки и металлического шпангоута, осуществляемого посредством композиционного элемента, за счет повышения прочности на сдвиг соединения шпангоут-теплоизоляционное кольцо при воздействии на него изгибающих и сжимающих нагрузок с одновременным высокоинтенсивным температурным нагревом.

Технический результат изобретения достигается тем, что предложен:

1. Антенный обтекатель, содержащий керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное между ними теплоизоляционное кольцо, выполненное из термостойкого стеклопластика, соединенное с оболочкой и шпангоутом термостойким адгезивом, отличающийся тем, что шпангоут выполнен комбинированным, состоящий из металлического шпангоута с шипами и теплоизоляционного кольца, теплоизоляционное кольцо выполнено из термостойкого стеклопластика выкладкой слоев объемно-армированной ткани, пропитанной связующим, на шпангоут с шипами и последующим вакуумным формованием, при этом шипы и связующее обеспечивают крепление теплоизоляционного кольца к металлическому шпангоуту.

2. Антенный обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что длина шипов и толщина слоев объемно-армированной ткани должны обеспечивать зацепление внешнего слоя ткани, одновременно исключать контакт шипов с керамической оболочкой и предотвращать межслоевой сдвиг в теплоизоляционном кольце.

3. Антенный обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что теплозащитный экран, предназначенный для защиты аппаратуры, расположенной во внутреннем объеме, от перегрева, выполнен заодно с теплозащитным кольцом.

На чертеже представлена реализация предложенного технического решения. Поставленная задача обеспечивается за счет следующих конструктивных решений:

На металлический шпангоут (2), на наружной поверхности которого предусмотрены шипы (4), производится выкладка слоев объемно-армированной ткани, пропитанной связующим, из которых вакуумным формованием формируется теплоизоляционное кольцо (3). Длина шипов и толщина слоев объемно-армированной ткани рассчитывается из условия обеспечения зацепления внешнего слоя ткани и одновременного исключения контакта шипов с керамической оболочкой. Шипы и связующее обеспечивают клее-механическое соединение теплоизоляционного кольца и металлического шпангоута. Шипы, выступая в роли дополнительных крепежных элементов, снижают уровень касательных напряжений в адгезионной склейке теплоизоляционного кольца и внешней поверхности шпангоута одновременно снижая уровень межслоевых сдвиговых напряжений в теплоизоляционном кольце. Теплоизоляционное кольцо может быть выполнено как отдельный элемент, так и заодно с теплозащитным экраном (6). Теплоизоляционное кольцо по сопрягаемым поверхностям соединено с оболочкой (1) термостойким адгезивом (5).

Заявляемая конструкция по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность обтекателя при кардинальном увеличении суммарного температурного и силового воздействия.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к конструкциям головных радиопрозрачных обтекателей (РПО) ракет с оболочками, изготавливаемыми из керамических материалов. Предложен антенный обтекатель, содержащий керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное между ними теплоизоляционное кольцо, выполненное из термостойкого стеклопластика, соединенное с оболочкой и шпангоутом, шпангоут выполнен комбинированным, состоящим из металлического шпангоута с шипами и теплоизоляционного кольца, теплоизоляционное кольцо выполнено из термостойкого стеклопластика выкладкой слоев объемно-армированной ткани, пропитанной связующим, на шпангоут с шипами и последующим вакуумным формованием, при этом шипы и связующее обеспечивают крепление теплоизоляционного кольца к металлическому шпангоуту. Технический результат изобретения заключается в обеспечении надежности узла крепления обтекателя к летательному аппарату при кардинальном увеличении суммарного температурного и силового воздействия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Антенный обтекатель, содержащий керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное между ними теплоизоляционное кольцо, выполненное из термостойкого стеклопластика, соединенное с оболочкой и шпангоутом термостойким адгезивом, отличающийся тем, что шпангоут выполнен комбинированным, состоящим из металлического шпангоута с шипами и теплоизоляционного кольца, теплоизоляционное кольцо выполнено из термостойкого стеклопластика выкладкой слоев объемно-армированной ткани, пропитанной связующим, на шпангоут с шипами и последующим вакуумным формованием, при этом шипы и связующее обеспечивают крепление теплоизоляционного кольца к металлическому шпангоуту.

2. Антенный обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что длина шипов и толщина слоев объемно-армированной ткани должны обеспечивать зацепление внешнего слоя ткани, одновременно исключать контакт шипов с керамической оболочкой и предотвращать межслоевой сдвиг в теплоизоляционном кольце.

3. Антенный обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что теплозащитный экран, предназначенный для защиты аппаратуры, расположенной во внутреннем объеме, от перегрева, выполнен заодно с теплозащитным кольцом.