一种框架嵌入式共形隐身光学窗口制造技术

一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，涉及航空设备领域。解决现有复杂光学窗口结构工艺性、稳定性和可靠性欠缺的问题，包括整体金属框架、底面光学窗口、前向光学窗口、侧向光学窗口和后向光学窗口和压紧密封结构，压紧密封结构主要包括压紧背板、弹簧片、导电密封橡胶条和密封胶。压紧背板固定在整体金属框架上，压紧弹簧片，保证光学窗口玻璃与整体金属框架的固定，整体金属框架与窗口玻璃之间内嵌有导电橡胶密封条，二者之间涂封密封胶。本发明专利技术在满足内部有效载荷的总视场要求前提下，能够具有足够的强度和刚度承受外界环境影响，同时做到满足飞行器动力学性能和隐身的要求。本发明专利技术工艺实施简单，结构稳定性高，整体可靠性好。

【技术实现步骤摘要】
一种框架嵌入式共形隐身光学窗口
本专利技术涉及航空设备领域，具体涉及一种框架嵌入式共形隐身光学窗口。
技术介绍
光学窗口作为航空遥感器观测系统的重要组成部分，是光学有效载荷成像系统的一个重要单元。在有效载荷工作时，成像光线通过光学窗口进入光学系统成像在靶面。由于光学窗口直接暴露在外界复杂环境中，其承受来自外界加速度、压力和热等因素影响，产生变形和温度梯度，进而容易存在波面畸变，从而直接影响有效载荷的成像质量。另外，光学窗口大多直接与飞行器连接成为一个整体，对整机系统的气动力学特性和隐身特性会产生比较大的影响。因此，光学窗口本身需要具有足够的强度和刚度，其承受外界环境影响的能力强；其次，其光学窗口外形要与飞行器外形相匹配，满足飞行器空气动力学性能和隐身性能；同时，兼顾有效载荷总视场的要求。现有的比较复杂的光学窗口形式如图1所示，该窗口包括七片平板光学玻璃，玻璃之间通过胶结而成。主要包括主窗口玻璃、第一组侧面玻璃、第二组侧面玻璃和第三组侧面玻璃，每组侧面玻璃由两块尺寸与形状相同侧面玻璃组成，相邻两块侧面玻璃的边通过胶结固定，每组侧面玻璃的一边均与主窗口玻璃的边通过胶结固定。此专利技术最大的问题在于玻璃两两之间通过胶结固定，存在结构工艺性、稳定性与可靠性欠缺的几个问题，首先，工艺实施难度极大，需要设计非常复杂的工装进行装配，很难应用到实际工程项目之中。其次，玻璃胶结难以保证玻璃相互之间初步设计的角度，达不到整体隐身效果，最后，实际使用过程中，因为飞机降落时的冲击，玻璃之间容易开胶脱落。
技术实现思路
本专利技术为解决现有复杂光学窗口结构工艺性、稳定性和可靠性欠缺的问题，提供一种框架嵌入式共形隐身光学窗口。一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，包括整体金属框架、底面光学窗口、前向光学窗口、侧向光学窗口和后向光学窗口，所述前向光学窗口、侧向光学窗口和后向光学窗口均由两块尺寸与形状相同的玻璃组成，还包括压紧密封结构，所述底面光学窗口、前向光学窗口、侧向光学窗口和后向光学窗口均通过压紧密封结构固定在整体金属框架上。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的框架嵌入式共形隐身光学窗口，整体金属框架精密经铸造成型后进行机械加工，每片玻璃单独加工成型后，实施压紧密封组装。工艺实施简单，结构稳定性高，整体可靠性好。光学窗口满足光学载荷大视场要求，同时，相互之间的角度与飞机外形匹配，满足飞机隐身性与气动性要求。本专利技术所述的框架嵌入式共形隐身光学窗口作为光学有效载荷成像系统的一部分，覆盖光学总视场的整个区域。同时，自身与飞行器外部相接，满足空气动力学性能与隐身性能，并具备足够的强度和刚度以抵抗外界的破坏。光学窗口作为一个整体，具有良好密封性能。附图说明图1为现有光学窗口的三维示意图；图2为本专利技术所述的一种框架嵌入式共形隐身光学窗口的俯视图；图3为图2的A-A剖视图。具体实施方式具体实施方式一、结合图2和图3说明本实施方式，一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，包括整体金属框架1、底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5和压紧密封结构，压紧密封结构主要包括压紧背板6、弹簧片7、导电密封橡胶条8和密封胶9。所述前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5均由两块尺寸与形状相同的玻璃组成，每两块尺寸与形状相同的玻璃以底面光学窗口2的中心轴线对称。所述底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5均通过压紧密封结构固定在整体金属框架1上。所述压紧背板6通过压紧弹簧片7固定在整体金属框架1上，所述底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5与整体金属框架1的沟槽处设有导电橡胶密封条8，并通过密封胶9密封。本实施方式中窗口每片玻璃大小尺寸根据内部载荷光机布局、光学瞬时视场和总视场确定，所述整体金属框架1的倾角根据安装位置飞机外形的倾角相匹配，与飞机外形共形；从而减小雷达反射面积。本实施方式所述的光学窗口在满足内部有效载荷的总视场要求前提下，能够具有足够的强度和刚度承受外界环境影响，同时做到满足飞行器气动力学性能和隐身的要求。本实施方式所述的整体金属框架1采用钛合金材料，具有较高的刚度。通过精密铸造成型，然后经机械加工得到成品。底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5采用ZnS材料或者蓝宝石材料，其在可见光和红外波段透过率高，自身材料综合性能好。底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5内外表面的面平行度小于5秒，面型精度优于1/20λ(RMS)，λ为波长，λ＝632.8nm。且内外两面镀增透膜，外表面镀金属网栅和电极，网栅外表面镀保护膜，底面光学窗口2、前向光学窗口3、侧向光学窗口4和后向光学窗口5的侧面镀电极，并与其外表面所镀电极完全连续，满足隐身要求。本实施方式所述的前向光学窗口3与底面光学窗口2夹角范围为120°～130°，侧向光学窗口4与底面光学窗口2夹角范围为115°～140°，后向光学窗口5与底面光学窗口2夹角范围为115°～140°。本实施方式中所述压紧背板6固定在整体金属框架1上，压紧弹簧片7，后者保证光学窗口玻璃与整体金属框架1的固定。整体金属框架1预留沟槽，镶嵌导电密封橡胶条8。并涂封密封胶9，保证二者之间密封。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，包括整体金属框架(1)、底面光学窗口(2)、前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)，所述前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)均由两块尺寸与形状相同的玻璃组成，其特征是；还包括压紧密封结构，所述底面光学窗口(2)、前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)均通过压紧密封结构固定在整体金属框架(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，包括整体金属框架(1)、底面光学窗口(2)、前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)，所述前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)均由两块尺寸与形状相同的玻璃组成，其特征是；还包括压紧密封结构，所述底面光学窗口(2)、前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)均通过压紧密封结构固定在整体金属框架(1)上。2.根据权利要求1所述的一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，其特征在于，所述压紧密封结构包括压紧背板(6)、弹簧片(7)、导电密封橡胶条(8)和密封胶(9)；所述压紧背板(6)通过压紧弹簧片(7)固定在整体金属框架(1)上，所述底面光学窗口(2)、前向光学窗口(3)、侧向光学窗口(4)和后向光学窗口(5)与整体金属框架(1)的沟槽处设有导电橡胶密封条(8)，并通过密封胶(9)密封。3.根据权利要求1所述的一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，其特征在于，每两块尺寸与形状相同的玻璃以底面光学窗口(2)的中心轴线对称。4.根据权利要求1所述的一种框架嵌入式共形隐身光学窗口，其特征在于，所述整体金属框架(1)的倾角根据安装位置飞机外形的倾角...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志峰，徐迪孟，张保，刘福贺，赵华鹤，付海双，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22