Патент на изобретение №2273077

(54) ГОЛОВНОЙ АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области ракетной техники, преимущественно к антенным обтекателям высокоскоростных ракет класса “воздух-воздух”. Технический результат состоит в повышении несущей способности и надежности антенного обтекателя. Сущность изобретения заключается в том, что керамическая оболочка, изготовленная из беспористого материала, не требующего влагозащиты, соединена с переходным металлическом шпангоутом, согласованным по ТКЛР с материалом оболочки, эластичным термостойким адгезивом по сопрягаемым коническим поверхностям. Переходной шпангоут соединен соосно со стыковым и ограничен от осевого перемещения с одной стороны двумя взаимно ответными буртиками, выполненными на внутренней поверхности стыкового шпангоута и на наружной поверхности переходного шпангоута, с другой стороны – штифтами, запрессованными в стыковой шпангоут и установленными с зазором в глухие отверстия переходного шпангоута. Уплотнительное кольцо установлено в проточку на торце переходного шпангоута. 2 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, преимущественно к антенным обтекателям высокоскоростных ракет класса “воздух-воздух”.

Известен антенный обтекатель по патенту РФ №2209494, МПК 7 Н 01 Q 1/42, публ. 09.04.2002 г., у которого оболочка из пористой кварцевой керамики состоит из радиопрозрачного внутреннего силового элемента с введением в поры керамики полимера и внешнего теплозащитного элемента из пористой кварцевой керамики.

Такой обтекатель достаточно прочен и обладает хорошей герметичностью, но имеет ограничения по режимам работы обтекателя, т.к. при высоких температурах полимеры разлагаются и ухудшают радиотехнические характеристики обтекателя.

Известен антенный обтекатель по патенту РФ №2090956, МПК 6 Н 01 Q 1/42, публ. 20.09.1997 г., включающий керамический колпак, переходной шпангоут из инвара, склеенный клеем-герметиком по внутренней конической расточке в керамическом колпаке. Свободный конец шпангоута входит в кольцевую вильчатую проточку стыкового шпангоута с предусмотренным зазором и фиксируется радиально расположенными стержнями (штифтами), установленными также с зазором.

Прочностные характеристики такого обтекателя определяются не только свойствами материалов узла его соединения, но и количеством штифтов – чем их больше, тем выше прочностные характеристики обтекателя, но ниже его технологичность. Кроме этого, герметизация вышеуказанного обтекателя выполняется нанесением слоя герметика по открытым отверстиям штифтов и установкой гермошнуров, т.е. многоэлементна и нетехнологична.

Наиболее близким устройством по совокупности признаков в качестве прототипа выбран антенный обтекатель по патенту РФ №2189673, МПК 7 Н 01 Q 1/42, публ. 20.09.2002 г., который состоит из керамического колпака с выполненным на внутренней поверхности посадочным конусом, ответного металлического шпангоута, соединенного с керамическим колпаком по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного термостойкого клея, стыковочного фланца и уплотнительного кольца, при этом ответный металлический шпангоут сочленен со стыковочным фланцем по своей наружной поверхности и ограничен от осевого перемещения с одной стороны буртиком, выполненным на торце металлического шпангоута и размещенным в кольцевой проточке стыковочного фланца, а с другой стороны – упорным кольцом, неподвижно соединенным со стыковочным фланцем с помощью винтов.

Данная конструкция из-за большой строительной высоты фланцевого соединения применима, как правило, для обтекателей ракет класса “земля-воздух” и практически неприемлема для обтекателей малогабаритных ракет класса “воздух-воздух”.

Неподвижность и прочность фланцевого соединения обеспечивается за счет винтов и шпилек. При этом прочностные характеристики узла соединения определяются количеством резьбовых элементов – чем их больше, тем выше прочность соединения, но тем ниже его технологичность. Кроме этого, применение фланцевого соединения не позволяет уменьшать строительную высоту узла соединения, которая играет важную роль при определении диаметра зеркала антенны.

Обеспечение герметизации узла соединения обтекателя выполняется двумя элементами-прокладками, установленными по торцам неподвижно замыкающего стыкового шпангоута, что является недостаточным для обеспечения заданной степени герметизации в полете при высоких температурах.

Цель настоящего изобретения заключается в повышении несущей способности обтекателя и его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в известном антенном обтекателе, состоящем из керамической оболочки, переходного металлического шпангоута, согласованного по ТКЛР с материалом оболочки и соединенного с оболочкой по сопрягаемым коническим поверхностям эластичным термостойким адгезивом, стыкового шпангоута и уплотнительного кольца, оболочка выполнена из беспористого керамического материала, переходной шпангоут соединен со стыковым шпангоутом соосно и ограничен от осевого перемещения с одной стороны двумя взаимно ответными буртиками, выполненными на внутренней поверхности стыкового шпангоута и на наружной поверхности переходного шпангоута, а с другой стороны – штифтами, запрессованными в стыковой шпангоут и установленными с зазором в глухие отверстия переходного шпангоута, а уплотнительное кольцо установлено в проточку на торце переходного шпангоута.

Буртик на внутренней поверхности стыкового шпангоута воспринимает всю силовую нагрузку при эксплуатации обтекателя как в зоне сжатия оболочки, так и в зоне ее растяжения. Причем в условиях сжатия силовая нагрузка от керамической оболочки передается на внешнюю сторону буртика стыкового шпангоута через прокладку из клея-герметика, а в условиях растяжения нагрузка передается на внутреннюю сторону этого же буртика от ответного буртика, выполненного на переходном шпангоуте.

Установленные штифты, кроме осевого ограничения, обеспечивают равномерный радиальный зазор между переходным и стыковым шпангоутом для компенсации разности ТКЛР при воздействии отрицательных температур. Для компенсации разности ТКЛР переходного и стыкового шпангоута при нагреве штифты установлены с зазором в отверстия переходного шпангоута. Количество штифтов выбирается исходя из условий эксплуатации обтекателя.

Беспористые материалы типа ситалла, стеклокерамики, пирокерама не требуют влагозащитного покрытия и могут эксплуатироваться в условиях с влажностью до 100% и многоциклового воздействия температур (от -60°С до +300°С) совместного полета и нагрузок автономного.

Герметизация обтекателя решена за счет установки штифтов в глухие отверстия переходного шпангоута и размещения уплотнительного кольца в проточку на торце переходного шпангоута, которое обеспечивает герметизацию за счет поджатия при сборке с корпусом ракеты к переходному и стыковому шпангоутам.

На фиг.1 представлен общий вид головного антенного обтекателя, на фиг.2 – его поперечное сечение.

Антенный обтекатель включает керамическую оболочку 1 из беспористого материала типа стеклокерамики, ситалла или пирокерама, соединенную эластичным термостойким адгезивом 2 с переходным шпангоутом 3, согласованным по ТКЛР с материалом оболочки, имеющим буртик 4, выполненный на его наружной поверхности, и стыковой шпангоут 5, имеющий ответный буртик 6, выполненный на его внутренней поверхности. Стыковой и переходной шпангоуты соединены соосно по посадке с зазором и ограничены от осевого перемещения штифтами 7, запрессованными в стыковой шпангоут и установленными в глухие отверстия переходного шпангоута с зазором.

Уплотнительное кольцо 8, например, из термостойкой резины, установлено в проточку на торце переходного шпангоута.

Между керамической оболочкой и торцом стыкового шпангоута установлена демпфирующая прокладка 9.

Заявленная конструкция прошла полный цикл наземной отработки. Ее работоспособность подтверждена натурными испытаниями.

Формула изобретения

Головной антенный обтекатель ракеты, включающий керамическую оболочку, переходной металлический шпангоут, согласованный по ТКЛР с материалом оболочки, соединенный с оболочкой по сопрягаемым коническим поверхностям эластичным термостойким адгезивом, стыковой шпангоут и уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что керамическая оболочка выполнена из беспористого керамического материала, переходной шпангоут соединен со стыковым шпангоутом соосно и ограничен от осевого перемещения с одной стороны двумя взаимно ответными буртиками, выполненными на внутренней поверхности стыкового шпангоута и на наружной поверхности переходного шпангоута, а с другой стороны – штифтами, запрессованными в стыковой шпангоут и установленными с зазором в глухие отверстия переходного шпангоута, а уплотнительное кольцо установлено в проточку на торце переходного шпангоута.

РИСУНКИ