机头雷达罩及其纤维缠绕法_张福承
某机载电子吊舱抗振动设计
ａ ｄ ａ ｐ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｐ ｏ ｄ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｏ ｄ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ．
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ａｎ ｔ ｉ — ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ — ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｉ ｒ ｂｏ ｒ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｐ ｏ ｄ ｉ Ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ．Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
第４ ２卷 第 １期（ 总第 １ ６ ３期 ）
２ ０ １ ３年 ３月
火控雷达技术
Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｃｏ ｎ ｔ ｗｌ Ｒａ ｄ ａ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ２ Ｎ ｏ ． １ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ １ ６ ３ ）
Ｍａ ｒ ．２ ０１ ３
通 过法 兰 、 支架 与舱体 骨 架相 连 ， 所 以舱 体 骨架结 构
刚度 的好坏 直接 决 定 电子设 备 的抗 振 性 能 ， 为 此 需
对 其进 行动 力学 特性 分 析 。求 解机 械 系统 动力学 响
应 最 实用 的方 法为有 限元 分析 法 （ Ｆ Ｅ Ｍ） 。 ２ ． １ ． １ 舱体 骨架 的三 维模 型
在使 用过 程 中就会 因上述振 动 、冲击 作用 而 产生 故 障， 从 而 影 响整个 飞机 的作 战性 能 。为 了保 障设 备 的可靠性 ， 使 其适 应 飞 机 的各 种 振 动 、 冲击 环 境 ， 必
中联TCT7520-16D使用说明书
TCT7520-16D -B版QTZ200（TCT7520-16D）塔式起重机（标准版）使用说明书致用户感谢您选购和使用本公司的塔式起重机！为了使您正确使用与维护该设备，操作前敬请仔细阅读本使用说明书，并妥善保管，以备查询。
本使用说明书中标有“注意：”的语句，涉及到施工的安全，敬请注意。
本公司致力于产品的不断完善，产品的某些局部结构或个别参数更改时，恕不另行通知。
如有疑问，请与本公司联系。
出厂日期：本说明书适用与支腿固定式和底架固定式塔机，行走式需补配《塔式起重机行走部分使用说明书》，内爬式则有专门版本说明书。
目录概述 (1)第一篇塔机的安装第一章立塔 (12)第二章拆塔 (56)第二篇塔机的使用与维护第一章塔机安全操作规程 (62)第二章机构及电气操作 (66)第三章安全保护装置 (77)第四章保养与维修 (84)概述TCT7520-16D平头塔式起重机，是中联重科股份有限公司按JG/T5037-93《塔式起重机分类》标准设计的新型塔式起重机。
TCT7520-16D塔机为水平起重臂，小车变幅，上回转自升多用途塔机。
该机的特色有：1. 性能参数及技术指标国内领先，达国际先进水平，最大工作幅度75m，最大起升高度200m；2. 整机外型为国际流行式，非常美观，深受国内外用户的喜爱；3. 工作方式多，适用范围广。
该机有基础固定，底架固定，外墙附着及行走等工作方式，适用各种不同的施工对象。
支腿固定独立式起升高度为60m，底架固定式起升高度为60.5m，行走式起升高度为61.5m，附着式是在独立式的基础上，增加标准节L68BI和附着装置即可实现，起升高度可达200m。
该机还有内爬式，用户需要请订货时说明4. 变幅机构采用当今国际上最先进的变频无级调速方案，工作速度高，调速性能好，工作更加平稳可靠；5. 电气控制系统采用专业电器厂引进国外先进技术生产的电气元件，故障少，维修简单，工作可靠；6. 各种安全装置齐备，且为机械式或机电一体化产品，适应于恶劣的施工环境，能确保塔机工作可靠；7. 设计在坚持切实符合国情，确保安全可靠原则的同时，尽可能地吸收采用国内外成熟可靠的先进技术，来提高整机的技术水平，采用成熟可靠的先进技术有：1）专业电器厂引进法国TE公司技术生产的电器元件；2）引进国外先进技术并国产化了的重量限制器、力矩限制器、高度限位器、幅度限位器、回转限位器、回转、牵引机构的制动器等安全装置；3）小车防断绳装置(防溜车)和防断轴装置；4）起升机构排绳系统；5）变幅绳张紧系统；6）起重臂刚度好，自重轻，断面小，风阻小，外形美观，长度有几种变化，满足不同施工需要，最大臂长75米，臂长组合每5米递减，最小臂长30米；7）司机室独立外置，视野好，内部空间大，给操作者创造良好的工作环境；8）采用了回转限位装置，方便了司机从塔机中间的上下通行；9）司机用先进的联动台操纵各机构动作，操作容易，维修简单；8. 设计完全符合或优于有关国家标准由于该机具有以上特点，因而它适用于高层或超高层民用建筑、桥梁水利工程、大跨度工业厂房以及采用滑模法施工的高大烟囱及筒仓等大型建筑工程中；9. 起重机技术性能9.1起重特性表及起重特性曲线 75m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.025.030.035.0 40 两倍率 3.5~25.4m, 8t 8.00 6.57 5.47 4.64起重量 (t) 四倍率 3.5~13..4m, 16t 16.00 13.949.82 7.43 5.86 4.753.93 幅度 (m) 45.050.055.0 60.0 65.070.075.0两倍率 4.01 3.50 3.09 2.75 2.46 2.21 2.00 起重量 (t) 四倍率3.29 2.78 2.37 2.03 1.74 1.49 1.2875m 臂起重性能曲线70m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.025.030.035.0 40 两倍率 3.5~27.6m, 8t 8.00 7.26 6.05 5.15起重量 (t) 四倍率 3.5~14.5 m, 16t 16.00 15.3610.87 8.25 6.54 5.33 4.43 幅度 (m) 45.050.055.0 60.0 65.070.075.0两倍率 4.46 3.91 3.46 3.08 2.77 2.50 / 起重量 (t) 四倍率3.74 3.19 2.74 2.37 2.05 1.78 /65m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.025.030.035.0 40 两倍率 3.5~29.3m, 8t 8.007.77 6.48 5.53起重量 (t) 四倍率 3.5~15.3 m, 16t 16.00 11.64 8.87 7.05 5.77 4.81 幅度 (m) 45.050.055.0 60.0 65.070.075.0 两倍率 4.79 4.21 3.73 3.33 3.00 / / 起重量 (t) 四倍率4.08 3.49 3.01 2.62 2.28 //65m 臂起重性能曲线幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.0 25.030.035.0 40 两倍率 3.5~31.7m, 8t 8.007.126.08 起重量 (t) 四倍率 3.5~16.6 m, 16t 16.00 12.78 9.777.79 6.40 5.37 幅度 (m) 45.050.055.0 60.0 65.070.0 75.0 两倍率 5.28 4.65 4.13 3.70 / / / 起重量 (t) 四倍率4.57 3.93 3.41 2.98 ///60m 臂起重性能曲线55m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.0 25.030.035.0 40 两倍率 3.5~34.5m, 8t 8.007.876.73起重量 (t) 四倍率 3.5~18.0 m, 16t16.00 14.12 10.82 8.67 7.15 6.02幅度 (m)45.050.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 两倍率 5.86 5.17 4.60 起重量 (t) 四倍率 5.144.453.8855m 臂起重性能曲线50m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.020.025.0 30.035.040 两倍率 3.5~35.8m, 8t 8.007.03起重量 (t) 四倍率 3.5~18.6 m, 16t 16.00 14.72 11.30 9.06 7.48 6.31 幅度 (m) 45.050.055.0 60.0 65.070.0 75.0 两倍率 6.12 5.40 // ///起重量 (t) 四倍率5.40 4.68 / / / / /50m 臂起重性能曲线幅度 (m)最大起重性能 3.5～12.515.0 20.025.0 30.035.040 两倍率 3.5~39.1m, 8t 8.00 7.79起重量 (t) 四倍率 3.5~20.3 m, 16t16.0012.5510.10 8.36 7.07幅度 (m) 45.050.055.060.0 65.0 70.0 75.0 两倍率 6.80 起重量 (t) 四倍率6.0845m 臂起重性能曲线40m 臂起重性能特性幅度 (m)最大起重性能3.5～12.515.0 20.025.030.035.040 两倍率 3.5~39.1m, 8t 8.007.80 起重量 (t) 四倍率 3.5~20.3 m, 16t16.0012.5610.108.377.0840m 臂起重性能曲线幅度 (m)最大起重性能3.5～12.515.020.025.030.035.0两倍率 3.5~35m, 8t8.00起重量 (t) 四倍率 3.5~20.4 m, 16t16.0012.5710.128.3835m 臂起重性能曲线30m 臂起重性能特性幅度 (m) 最大起重性能 3.5～12.515.020.0 25.030.0两倍率 3.5~30.0 m, 8t 8.00起重量(t)四倍率3.5~20.4 m, 16t16.0012.5910.1330m 臂起重性能曲线第 8 页 共 88页表9-1起 升 机 构M5 回 转 机 构 M5 机构工作级别 变 幅 机 构M4公称起重力矩（KN·m ） 2000起重工作幅度 （m ） 最小3.5最大75 支腿固定底架固定行走式附着式 最大工作高度 （m ） 60 60.5 61.5 200最大起重量（t ）16 型号QE1675E倍率α=2α=4起重量/速度 (m/min)4/75 8/37.5 8/37.5 16/18.75 2倍率最低稳定下降速度（m/min ）≤5 起 升 机 构功率 （kW ）60/60 速度（m/min ） 0~100 变幅机构 功率（kW ） 11 速度(r/min ） 0~0.6 回转机构堵转力矩（N·m ） 2×145 速度（m/min ）0.45 功率 (kW ） 7.5 顶升机构工作压力（MPa ）31.5最大工作幅度（m ）757065605550 45 40 3530平衡重重量（t ）26252422.521.520 19 17.5 1413总 功 率 （kW ） 86+4×5.2 (不包括顶升机构) 工 作 温 度 （ )℃-20 ~ +409.3起重机四大机构的性能参数9.3.1起升机构的性能参数 表9-2型 号QE1675E最大牵引力 N 44860规格 35×7-20-1770钢丝绳最大线速度 m/min150最大转速 r/min70.48卷筒容绳量m600(缠绕层数6层) 型号 YZRSW ︱F ︱280M2-4/8功率 kW60/60 电机 转速 r/min 1445/720(50Hz)减速器 型号J781C-20.43型号 YWZ 3 -315/90-16起升机构制动器制动力矩N.m1250表9-39.3.3回转机构的性能参数型号 YTLEJ132L-145-4B1/YTLEJ132L-145-4B2 堵转力矩 Nm 145×2 电 机转速 r/min 0~1250/0~1500 型号 XX5-130.195CLC-14/12 传动比 195 减 速 机输出转速 r/min 0~7.692 模数 12 齿数16 输出端齿轮参数变位系数+0.5 主机总速比 195×12/16 主机转速 r/min 0~0. 7 回 转 机 构机构型号 HVV145B1.130A/HVV145B2.130A9.3.4顶升机构的性能参数功 率 kW 7.5 电动机转 速 r/min 970 流 量 L/min 9.7 液压泵站工 作 压 力 MPa 31.5 缸／杆直径mm 200/140 最大顶升力 t 80 顶 升 机 构顶升油缸顶升速度m/min 0.48项目 单位 参数最大牵引力N 25200 规格 6 19-13-1770-右交最大线速度m/min 100 30m m 60 42 35m m 70 47 40m m 80 52 45m m 90 57 50m m 100 62 55m m 110 6760m m 120 72 65m m 130 77 70m m 140 82 钢丝绳长度75m m 钢丝绳Ⅰ150 钢丝绳Ⅱ87卷筒转速r/min 0~ 48 型号YVFE160M-4B5 功率kW 11 电动机转速r/min 1460 减速机速比35 变幅 机 构制动力矩N. m 150第一篇塔机的安装第一章立塔1.1 引言用户应熟读本章说明，以便正确迅速架设塔机。
FZQ2400使用说明书(2400SMS标准版)
FZQ2400型附着自升塔式起重机是目前电力建设用“FZQ系列”塔机中起重能力最大、配置最先进的一款机型，本机采用动臂变幅、上机台回转、臂架铰点后置、上顶升、L型分体式塔身，十字型铰接式底架，整机可0～2层（具备3层）附着，亦可配置行走机构，具有起重量大、作业范围广、起升高度大、抗风能力强、自重轻等特点，适用于单机容量300～1000MW火力发电机组锅炉及厂房构件等的安装，特别适合于施工场地狭小、扳起空间有限以及沿海地区特殊气候条件等处的大型火电建设施工；同时也适用于水电、石油、化工、冶金及核电站等大型建筑的施工安装作业。
1 工作性能及主要技术数据1.1 工作性能1.1.1 起重性能主钩额定起重量100 t主钩额定起重量时工作幅度10～24 m特殊工况工作幅度(50t ) 6.5～10 m主钩最大工作幅度50 m主钩最大工作幅度时起重量32 t主钩最大起升高度（二层附着）149 m副钩额定起重量16 t副钩工作幅度11.8～54 m特殊工况工作幅度8～11.8 m副钩最大起升高度（二层附着）153 m起重臂根铰点高度（二层附着）103 m主起升机构起升速度0~5 m/min轻载(Q≤30 t)0~10 m/min副起升机构起升速度0~20 m/min空载0~40 m/min不同幅度时主钩额定起重量见表1-1，起重特性曲线见图1-1表1-1 R—Q关系表图1-1起重特性曲线自立工况吊点高度见图1-2，各附着工况塔身总高见图1-3图1-3 各附着工况塔身最大高度1.1.2 回转性能额定回转速度0.15 r/min回转角度全回转1.1.3 变幅性能全程变幅时间～11 min1.1.4 登机电梯性能额定提升质量400 kg运行速度33 m/min1.1.5 液压顶升性能安装时液压顶升速度0.4 m/min塔身踏步距离 1.867 m每次顶升油缸行程 2.15 m1.2 工作级别1.2.1 整机工作级别A4（GB3811—83）1.2.2 各机构工作级别和驱动功率表1-2各机构工作级别和功率表1.2.3 整机总装机容量~337 kW (JC25%)1.3 各机构制动器及钢丝绳制动器见表1－3，钢丝绳见表1－4表1－3各机构制动器表1－4各机构钢丝绳NAT表示光面钢丝；28表示钢丝绳公称直径为18mm，NAT表示钢丝的表面状态，两层圆股：12（6＋1）＋6（6＋1），1.4 工作条件工作状态最大计算风压250N/m2非工作状态计算风压800N/m2顶升安装时计算风压100N/m2工作时允许最低温度-20℃使用地区允许最低温度-40℃本机电气设备的使用条件为：海拔1000米以下，环境温度-20°～+40℃，若超过上述规定条件使用，应特殊定货。
探讨飞机结构装配的压窝工艺
探讨飞机结构装配的压窝工艺1 概述压窝在哈飞Z9、Y12、M430以及将要生产的Z15等机型上使用或采用压窝的工艺方法。
现代飞机为了获得高强度的结构连接和平滑的空气动力表面，往往采用大量的埋头铆钉和埋头螺栓、螺钉类可卸紧固件，当这些紧固件用于薄蒙皮和中厚蒙皮连接时，压窝不仅可以避免因锪窝划透而引起的应力集中，而且由于压窝孔口承剪挤压面积和承拉面积增加，使得局部应力集中程度低于锪窝，抗拉脱能力高于锪窝。
因此，凡产品规定压窝，则不允许用锪窝。
现在可以对材料有铝、镁、不锈钢和钛等材料进行压窝，压窝工艺方法在世界各国的飞机产品上已得到广泛的应用。
压窝是在金属片上形成一个可控制外形下陷，可以安装锥形头嵌入型紧固件的以实现埋头安装的方法，压窝是一片金属在阴模和阳模之间通过压力形成的。
压窝利用一个附加的加压内冲头制造出符合规定的外形，而且抑制导孔的扩张，因此裂纹是最小化趋势。
压窝方法分为冷压窝和热压窝。
热压窝或冷压窝的方法适用材料在工艺文件中有详细规定和说明。
当图样或工艺文件没有注明制窝方法时，可根据蒙皮厚度和骨架厚度选择制窝方法。
当蒙皮和骨架厚度都小于0.8mm时，可以采用蒙皮、骨架均压窝；当蒙皮厚度小于0.8mm，骨架厚度大于0.8mm时，蒙皮选用压窝，骨架则选用锪窝。
这样看来，压窝对材料形式是有一定的局限性，即压窝只能在薄板产品上进行，而挤压成型的产品不能压窝。
并且在产品上压窝前，均应在试验件上进行试压窝，试验件的材料、厚度、热处理状态、初孔孔径尺寸应与所要压窝的工件一致。
压窝零件应该清洁，避免油膜、润滑脂、碎屑和其他杂质。
2 压窝所需的工具和设备及其选用压窝工具和设备主要分为压窝机、压窝钳及压窝模、手工使用的压窝器。
压窝钳适用于直径在3mm以下的铆钉窝，且窝的边距比较小。
手工使用的压窝器应用于数量较少的窝或无法用压铆机、压窝钳压窝的不开敞位置的窝。
如在曲度较大的蒙皮或已安装的零件上压窝等。
应尽可能地选用压铆机进行压窝，以确保窝孔质量。
210290253_基于边界约束的直升机整流罩动力学优化
厚度，每层碳纤维材料厚度为 h1，蜂窝夹芯厚度为 h2，整流 罩的有限元模型如图 8 所示，利用弹簧单元来模拟整流罩的
边界条件，合页每个连接点用 3 个弹簧替代，3 个弹簧互相
垂直，与 3 个坐标轴方向一致，弹簧一端与整流罩边缘连接，
另一端约束 3 个方向的平动自由度，通过优化弹簧单元的刚
度，达到与实际边界条件相同的效果，边界条件如图 9 所示。
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图 9 边界条件示意图 Copyright©博看网. All Rights Reserved.
高新技术
需要对整流罩边界弹簧刚度进行逐步调整。在
结构优化过程中，分别调整不同方向的弹簧刚
度，根据整流罩动力学优化结果确定对频率变
化影响大的弹簧方向，对该方向的弹簧刚度进
行优化，对结构动力学特性影响较小的弹簧暂
序号
致。
1
设计变量为 3 个方向弹簧单元刚度 kx，ky，kz。由于最初
2
建立的整流罩模型计算出的频率与试验频率相差很大，因此
3
4
图 7 整流罩铺层方式
图 8 整流罩有限元模型图
表 2 初始模型计算频率
频率/Hz
振型
50.67
一阶模态振型
53.96
二阶模态振型
73.46
三阶模态振型
102.04
飞机结构与系统复习资料：飞机结构基础
1.载荷系数的定义用倍数的概念来表示飞机实际外力同重力之间的关系，是一个相对值。
表示飞机质量力与重力的比率。
2.飞行状态下和起飞着陆状态下载荷系统的区别3.什么是疲劳载荷？飞机上典型疲劳载荷有哪些？飞机长期使用---所受载荷多次重复---形成疲劳载荷。
这种作用会导致结构的疲劳破坏。
主要类型：1）突风载荷2）机动载荷3）增压载荷4）着陆撞击载荷5）地面滑行载荷6）发动机动力装置的热反复载荷7）地-空-地循环载荷8）其他4.什么是载荷谱？飞机在使用过程中结构承受载荷随时间的变化历程。
5.机身功用及外载，什么是增压载荷1）安置空勤组人员、旅客、装载燃油、武器、设备和货物；2）将机翼、尾翼、起落架及发动机连接在一起，形成一架完整的飞机。
增压载荷：增压舱内的空气压力与周围大气空气压力之差。
6.机身结构设计首要要求1) 需满足众多使用要求（最主要）；2) 总体协调性要好，这样有利于飞机减重；3) 保证结构完整性前提下的最小重量要求；4) 合理使用机身的有效容积，保证飞机性能；5) 气动力要求主要是减小阻力；6) 装载多，本身结构复杂，故对开敞性（便于维修）要求更高；7) 良好的工艺性、经济性要求；7.机身主要构件及其受力特性8.机身典型受力型式及其特点桁梁式：结构特点：有若干桁梁(如四根)，桁梁强；长桁少且弱，甚至可以不连续；蒙皮薄。
受力特点：机身弯曲引起的轴向力主要由桁梁承担；剪力由蒙皮承担。
在桁梁间布置大开口而不会显著影响机身抗弯强度和刚度。
桁条式：结构特点：无桁梁；长桁密且强；蒙皮较厚。
受力特点：机身弯曲引起的轴向力主要由桁条和较厚蒙皮组成的壁板承担；剪力由蒙皮承担。
不宜大开口，抗弯、扭刚度大；蒙皮局部变形小，有利于改善气动性能。
硬壳式：结构特点：无桁梁，无桁条；蒙皮厚，与少数隔框组成机身。
受力特点：机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力由厚蒙皮承担；隔框用于维持机身截面形状，支持蒙皮、承担框平面内的集中力。
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机头雷达罩及其纤维缠绕法
张福承
(哈尔滨玻璃钢研究所,150036)
摘 要 本文简要介绍了玻璃钢在飞机头部雷达罩中的应用及其用纤维缠绕法成型的概况。
关键词 雷达罩,纤维缠绕
ABSTR ACT T his paper introduces the method of fabrica tio n of F RP nose radome by filament winding process.
1 复合材料机头雷达罩概述
现代化的飞机无一不配备雷达。
而雷达罩就是把雷达、天线从周围环境保护起来的覆盖物,从来就是飞机构成的重要组成部分。
应用玻璃纤维、芳纶纤维等介电材料制成的玻璃钢能让电波透过,又有相当的机械强度,且易于按要求制出所需的形状,故多用作雷达罩材料。
迄今为止,这一领域一直是玻璃/聚酯、玻璃/环氧、玻璃/酚醛这些传统的玻璃钢材料占据主导地位。
其中,又以玻璃/环氧为综合性能甚佳者。
但是,近年来确又发生了些变化。
由于树脂基体是决定雷达罩性能的关键因素,先前作为主流的环氧树脂,其耐湿热性能较差和介电损耗较高等原因而难于满足先进雷达罩的要求。
几经探索,国外已有用性能优于环氧的聚酰亚胺(PI)树脂的报导。
国内雷达罩迄今为止,基体树脂多为酚醛与环氧,与先进水平相比尚有不小差距。
航空机用雷达罩其典型结构是在机体前端部被称为“鼻锥罩”(nose radome)的形式,它包容了通常民用飞机及航空运输机中的气象观测用雷达天线,还有包括战斗机、歼击机在内军用机的火器控制用雷达天线。
雷达罩的形状应使飞性特性受到的影响减少到最小。
航空机用雷达罩其机械部分为流线型机体外面的一部分。
由于受到机体结构材料的制约,这一部分便成为结构中薄弱的危险环节。
因此,在雷达罩的制造中,要慎重考虑电气性能和机械性能的平衡设计,兼顾二者是材料选择和制造工艺中的重要问题。
至于涉及到雷达罩制造方法,则有如下类型:
真空袋模压法、高压釜模压法、常压袋模压法、纤维缠绕法以及最近很时兴的RTM法(即树脂传递模塑法)。
它们各自的优缺点及适用范围,在此不及细说。
本文的主旨仅涉及FW(即纤维缠绕)方法作些论述。
诚如林毅先生主编的《复合材料工学》论及雷达罩文中所言:“夹层结构方式,虽然巧妙地兼顾了轻量性与刚性,电波透过性也颇佳,但是,这对马赫数超过2的超音速飞机来说却不充分。
由于空气动力学对前端形状有要求,因此对雷达罩强度、刚性上的要求苛刻,所以要根据FW方法来制造雷达罩。
”这一断语虽非金科玉律,但应值得深思。
早在六、七十年代,海外对电气性能要求甚严的F-104J、F-4EJ幻影式战斗机装备的火器控制用雷达罩就是由布鲁斯威克(Brunsw ick)公司用纤维缠绕法制造的。
该罩的结构共三层:内层和外层由玻璃纤维环向缠绕成形,而中间层则要求具有轴向强度,因此玻璃纤维需要按轴向配置。
该罩子的基体使用环氧树脂。
缠绕层加热固化后,外层面再进行机械加工、涂装等后续处理。
2 纤维缠绕机头雷达罩简介
纤维缠绕雷达罩就其方法而论应归于一类特殊的平面缠绕。
就平面缠绕本质而言,与传统的带封头的柱状容器或球壳的“0”(零)形大圆运动别无二致。
但是,对于锥体却有一个在锥顶尖端处的纤维
第1期 2000年3月
纤维复合材料
FI BE R COM POS IT ES
No.1 3
M ar.,2000
如何固定问题;另外,沿锥体母线布纱会形成缠绕层厚度不均匀状况,即锥底最薄而锥顶堆积过厚。
如果要实现锥壳层等厚,单纯依靠大圆形成的平面缠绕是行不通的。
除了最终严格地按照设计要求对外形进行精密的机械加工外,在缠绕成型时期就应使缠绕层达到基本等厚的要求。
这就是雷达罩锥体缠绕不同于其它的几何形体之处。
简而言之,它将
依赖于缠绕层进行分段削纱来拟合基本等厚要求的。
在下列专利文献所提供的雷达罩缠绕成型设备原理图中蕴含着丰富的有用信息。
笔者仅撮其要作要点阐述。
图1至图4清楚地描绘出这个特殊平面缠绕的概貌。
图
1
图2 图
3
图4 图7
311期 张福承:机头雷达罩及其纤维缠绕法
图5
2.1 芯模转轴部件
在能作旋转运动中心主轴25上安置着锥体芯模23。
芯模底部与底盘之间围绕一线圈弹簧29,它用于维持回转摇臂通过锥底端时的挂纱固定。
芯模顶端有依靠键镶嵌于轴25上的捆扎卷筒26(tie-off spool),它的用处是将通过锥顶端的纤维被弦带捆扎固定于卷轴26的喇叭口凹槽30处。
因此,这样才能形成纵向纤维的铺设。
2.2 双摇臂部件
构件35～38组成一个U形双头摇臂部件。
其上在中间部分放置预浸纱团40、41,而丝嘴导轮43、44则置于两前端。
丝嘴导轮旋转轨迹为平面大圆,请参见图4所示虚线大圆。
回转摇臂的布线与锥体母线稍有偏移,这主要是为了躲避主轴支撑轴座33使然。
2.3 捆扎部件(tie-off member)
由50～53构成的是一个能围绕轴心线旋转的捆扎部件,其上载有二个带有捆扎弦带的卷轴52、54,捆扎弦带从导管53内穿过,用来捆扎通过芯模顶端的连续纤维F-1、F-2,将其牢固地捆扎于喇叭口部件26中间凹陷处。
这是一个一般平面缠绕设备所没有的部件机构。
上述三大部件组成雷达罩缠绕设备的主框架。
如何运动?则应使主驱动轴的芯模转动、摇臂的回旋运动和捆扎部件的捆线运动相互协调的同步关系,即:主轴每步的转动须移让出芯模每一纬圆上一个纱片的宽度;此时,大圆大的摇臂仅只迥转了半周;然而,捆扎构件50～53则应完成一个整圈的转动,以便及时捕获纵向纤维F-1或F-2。
2.4 环向缠绕和削纱设备
在图5～图7的原理图中,揭示了如何削纱和进行环向缠绕的情况。
为了获得基本等厚的缠绕层,就必须进行退绕削纱。
削纱部件由一个受气缸151操纵的横向活动伸臂150和端部的旋转锯片153及导轮156等组成,而在立架的上部有一捆扎弦带回收转盘160、161与解捆动作相适应。
当每根纵向纤维被擒获并拽离芯模表面后,手持剥离纤维由飞旋着的锯片153在某一纵向高度上将其切断。
这就是所谓的削纱。
其中关键是如何将纵向纤维逐个单根擒获。
参照图6和7,作如下说明便可明了。
首先让一条捆扎弦带,譬如81,反时针转一匝,这意味着弦带80在纤维F-1或F-2的外侧,而另一根弦带81则在纤维的内侧。
然后,弦带81再沿80扭绕后就得到图7所示的状态。
于是,在退绕回收捆扎弦带时,纵向纤维就逐条被剥离。
纵向纤维按照设计要求切断后保留剩余部分,称之为可变长度的纵向纤维,它将被环向纤维紧紧裹缠在里面。
在沿着丝杠111能做上下移动的小车112上,还安装着另一个伸臂115,它的前端有压辊,用来在纵向纤维层外实施环向缠绕,如此等等。
上述图示仅为原理图而已,若要具体化后自然会有更详尽的细节,因此本文主旨,故不冗述。
纵向纤维的可变长度与环向纤维一起将形成一个多层缠绕织物,一般拟称为“袜套”(sock),这将是雷达罩的胚胎。
后续经过加热固化、磨削成型、涂装、性能检测后方可成为产品,但这已不是本文议题了。
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纤 维 复 合 材 料 2000年。