一种平衡木外形及测向天线罩制造技术

本发明专利技术设计了一种平衡木外形和测向天线罩，属于总体气动外形设计领域。由于加装的天线外形尺寸较大，在天线罩的布局设计中采用天线罩外形前后整流区融合过渡流线设计方法，减少了气流流经天线罩时发生分离，改善气流流场；通过低速气动特性、流场特性和涡量图的对比分析，确定了最优化方案；在满足任务系统使用要求的前提下，尽量减小天线罩的外形尺寸，以减小加装天线罩对载机的气动特性影响。该天线罩采用可变参数控制轮廓线、CFD计算和风洞试验验证等多项总体气动综合优化设计措施，最大限度地优化了天线罩外形尺寸。解决了现有平衡木外形内部空间小、不便于防水漏雨设计等问题，提供了一种新型的平衡木外形和测向天线罩可选方案。

A balance wood shape and direction finding antenna cover

This invention has designed a kind of balance wood shape and direction finding antenna cover, which belongs to the field of overall aerodynamic shape design. Because the antenna size is larger, the antenna in the layout design of radome in the hood shape before and after rectification zone integration transition streamline design method, reduce the air flows through the radome separation, improve air flow; through the low speed aerodynamic characteristics, comparative analysis of characteristics of flow field and vorticity map, determine the optimal scheme in; satisfying the requirements of the task system, reduce the dimension of the radome, so as to reduce the influence on the dynamic characteristics of the radome with carrier gas. The radome is designed with variable parameters, such as contours, CFD calculation and wind tunnel test. To solve the existing balance beam shape inner space is small and not easy to leak waterproof design, provides a new alternative to the balance beam shape and direction finding antenna cover.

【技术实现步骤摘要】
一种平衡木外形及测向天线罩
本专利技术属于飞机总体气动外形设计领域，涉及某型飞机一种平衡木外形及测向天线罩。
技术介绍
某型号机型根据全机天线布局、任务功效发挥和全机电磁兼容设计要求，经多轮论证分析决定采用背负式平衡木形式负载任务系统TX/RX主天线、以及安装测向天线阵。由于该型机任务系统天线阵的包络尺寸较大，原某型机平衡木天线罩无法满足该型号的任务系统设备安装和使用要求，需新设计平衡木外形和测向天线罩外形。该天线罩采用xyz三向优化可变参数控制轮廓线等多项总体气动综合优化设计措施，最大限度地优化了平衡木天线罩外形尺寸并减少了气动阻力；重新设计了平衡木前后整流罩进行外形，减少了平衡木尾部气流分离对全机气动特性的影响；新设计测向天线罩外形，综合考虑工艺设计和安装要求，经试验验证选取最优外形和气动布局。天线外形在对控制轮廓线进行参数调整并采用CFD计算和风洞试验验证后确定了优化方案。优选的天线罩既满足了内部任务天线使用需求又兼顾了优良的气动特性。
技术实现思路
(一)专利技术目的：本专利技术克服了现有平衡木天线罩内部空间小、尾部气流分离影响大、防水能力差等缺点，减小增大平衡木天线罩外形后对飞机气动特性的影响，提供了一种平衡木天线罩和测向天线罩外形。(二)技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种平衡木外形及测向天线罩，由进风口(1)、前整流罩(2)、顶盖(3)、后整流罩(4)、排风口(5)、侧天线罩(6)、测向天线罩(7)、支腿横撑杆(8)、支腿(9)组成；所述平衡木外形及测向天线罩全长12869mm，其中前整流罩(2)及进风口(1)长度为1580mm、主体长度为9640mm、后整流罩(4)长度为1649mm；平衡木主体采用双闭室框架结构，由前、后端框、H型支架、顶盖(3)及侧天线罩(6)连接后构成上部盒段，平衡木主体底部扭力盒为下部盒段；上述平衡木主体总高度为1200mm，侧天线罩(6)总宽度为862mm，长度为9640mm，浸润面积48.298㎡，所述平衡木主体各棱边进行倒角处理，侧天线罩(6)与平衡木主体上表面采用半径60mm的弧形过渡，侧天线罩(6)与平衡木主体下表面采用半径30mm的弧形过渡；测向天线罩(7)安装于平衡木主体前下方，测向天线罩(7)最前点据前整流罩(2)和平衡木主体对接面46.87mm，安装方向相对飞机水平基准线保持-3°的安装角，测向天线罩(7)单侧突出侧天线罩(6)的宽度为180mm，为优化气动效果将测向天线罩(7)全长控制在到4500mm以内，等直段长3775mm，在测向天线罩(7)等直段前后分别设计前整流区和后整流区；所述前整流罩(2)外形包括进气唇口、前整流罩区，唇口轴线位于飞机对称面内与机身水平线成上返3°角，唇口轴线据平衡木主体下表面764.55mm，所述以唇口轴线与前整流罩(2)与平衡木主体对接面的交点为坐标原点O，X轴沿唇口轴线向逆航向方案为正，Y轴向上为正，Z轴向左为正，前整流罩(2)沿飞机对称面左右对称，按下表坐标点选取，计量单位为mm；由上述数据点绘制曲面形成前整流罩(2)外形；所述后整流罩(4)外形包括后整流罩区、排风口、唇口轴线，唇口轴线位于飞机对称面内与机身水平线成上返3°角，唇口轴线据平衡木主体下表面764.55mm，以唇口轴线与后整流罩(4)与平衡木主体对接面的交点为坐标原点O，X轴沿唇口轴线向逆航向方案为正，Y轴向上为正，Z轴向左为正，后整流罩(4)沿飞机对称面左右对称按下表坐标点选取，计量单位为mm；由上述数据点绘制曲面形成后整流罩(4)外形。还包括所述顶盖(3)结构分6段，每段顶盖(3)可独立拆卸。还包括所述顶盖(3)的上表面沿左右边界向上偏1°并在两侧设计引水槽。还包括平衡木主体采用A夹层复材结构，边缘为实芯层玻璃钢结构，与固定边条胶接后铆接，采取水密措施后再通过螺栓与机身连接。还包括测向天线罩(7)采用A型蜂窝夹芯复合材料结构，周圈与扭力盒两侧面的角材采用螺栓可卸连接，并采用硅酮胶液密封。还包括所述前整流罩(2)、后整流罩(4)采用A夹层复合材料结构,蒙皮外设计布置导流条，导流条延伸至端框处，通过螺栓与端框电搭接；前整流罩(2)内部中间位置布置金属隔框，前整流罩(2)下部和侧面设计维护口盖；同时在前整流罩(2)下部后端与支腿(9)相交位置，设置电缆、导管通过孔；所述前整流罩(2)、后整流罩(4)使用螺栓分别与前、后端框连接。(三)有益效果本专利技术与现有平衡木形式相比，具有明显的优点和有益效果：1)扩大宽度后的平衡木主体外形即增大了内部天线安装可用空间由满足我国新体制雷达系统的安装使用要求，相比原可使用空间增加了约25.5％；2)外形增容的设计方案可满足与原平衡木安装连接区域不变并减小内部结构设计形式的改进设计工作量，降低平衡木设计带来的结构强度风险；3)前后整流罩外形采用xyz三向曲面可控参数轮廓线的数字建模形式，对轮廓线进行多次参数调整，保证平衡木主体与前后整流罩的光滑过渡，更好了满足工艺实施性的要求，通过CATIA数模的曲率分析可知对前整流罩(紫色区域)进行外形修正，在原有基础上最大外偏量约为44mm使外形更光顺并并易于模型的生产制造；5)后整流罩外形不仅在设计时充分考虑了防雨问题，而且通过采用CFD计算和风洞试验验证后确定了优化方案，相比原后整流罩外形通过对新设计方案整流罩的低速气动特性、流场特性和涡量图的对比分析，最终确定了优化方案(见图1)：由于后整流罩外形设计可以改变原平衡木后整流罩在飞机停机状态通过加装堵盖带来的防雨水问题，极大的提高了可维护性，同时由于排风口设计在整流区的下部分可以适度扩大排气口面积，提高高空负压排风能力；通过低速气动特性分析知：经过CFD选型模拟对比计算，原后整流罩构型的升力特性较低，新后整流罩外形尺寸逐渐增大，对摩擦阻力影响不大，但压差阻力较原始构型降低；通过对流场特性分析知：气流在绕过边条后，在平衡木左右两侧出现气流分离现象，在尾部形成集中涡，气流经过新整流罩外形时在上下表面能够更好的附着在物面上(见图2)；通过旋涡强度分析知：原始构型和新尾整流罩外形的旋转强度示意图(见图3)对比可知，新方案的漩涡强度相对于原始构型明显减小；通过压力梯度分析知：原始构型在平衡木尾部上表面有一个低压区，而新整流罩方案随着尾部整流罩长度的增加，平衡木尾部的压力梯度减小，压力分布近似均匀(见图4)。附图说明：图1后整流罩外形对比图图2后整流罩流谱示意图——迎角0°时图3旋转强度示意图——迎角0°时图4压力云图——迎角0°时图5测向天线罩外形对比图6天线罩效果图图7天线罩侧视图图8天线罩俯视图图9安装效果图图10安装效果图图11平衡木外形组成示意图——1.进风口；2.前整流罩；3.顶盖；4.后整流罩；5.排风口；6.侧天线罩；7.测向天线罩；8.支腿横撑杆；9.支腿图12平衡木主体尺寸示意图图13平衡木顶部设计顶盖示意图图14测向天线罩外形示意图图15前整流罩示意图图16前整流罩坐标点取点采样示意图图17后整流罩示意图图18后整流罩坐标点取点采样示意图4)测向天线罩测向天线罩(见图5)为满足任务系统天线的装机需要，由单侧突出平衡木主体侧天线罩的140mm宽度为增加为180mm，为优化气动效果将天线罩等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平衡木外形及测向天线罩，由进风口(1)、前整流罩(2)、顶盖(3)、后整流罩(4)、排风口(5)、侧天线罩(6)、测向天线罩(7)、支腿横撑杆(8)、支腿(9)组成；其特征在于：所述平衡木外形及测向天线罩全长12869mm，其中前整流罩(2)及进风口(1)长度为1580mm、主体长度为9640mm、后整流罩(4)长度为1649mm；平衡木主体采用双闭室框架结构，由前、后端框、H型支架、顶盖(3)及侧天线罩(6)连接后构成上部盒段，平衡木主体底部扭力盒为下部盒段；上述平衡木主体总高度为1200mm，侧天线罩(6)总宽度为862mm，长度为9640mm，浸润面积48.298㎡，所述平衡木主体各棱边进行倒角处理，侧天线罩(6)与平衡木主体上表面采用半径60mm的弧形过渡，侧天线罩(6)与平衡木主体下表面采用半径30mm的弧形过渡；测向天线罩(7)安装于平衡木主体前下方，测向天线罩(7)最前点据前整流罩(2)和平衡木主体对接面46.87mm，安装方向相对飞机水平基准线保持‑3°的安装角，测向天线罩(7)单侧突出侧天线罩(6)的宽度为180mm，为优化气动效果将测向天线罩(7)全长控制在到4500mm以内，等直段长3775mm，在测向天线罩(7)等直段前后分别设计前整流区和后整流区；所述前整流罩(2)外形包括进气唇口、前整流罩区，唇口轴线位于飞机对称面内与机身水平线成上返3°角，唇口轴线据平衡木主体下表面764.55mm，所述以唇口轴线与前整流罩(2)与平衡木主体对接面的交点为坐标原点O，X轴沿唇口轴线向逆航向方案为正，Y轴向上为正，Z轴向左为正，前整流罩(2)沿飞机对称面左右对称，按下表坐标点选取，计量单位为mm；...

【技术特征摘要】
1.一种平衡木外形及测向天线罩，由进风口(1)、前整流罩(2)、顶盖(3)、后整流罩(4)、排风口(5)、侧天线罩(6)、测向天线罩(7)、支腿横撑杆(8)、支腿(9)组成；其特征在于：所述平衡木外形及测向天线罩全长12869mm，其中前整流罩(2)及进风口(1)长度为1580mm、主体长度为9640mm、后整流罩(4)长度为1649mm；平衡木主体采用双闭室框架结构，由前、后端框、H型支架、顶盖(3)及侧天线罩(6)连接后构成上部盒段，平衡木主体底部扭力盒为下部盒段；上述平衡木主体总高度为1200mm，侧天线罩(6)总宽度为862mm，长度为9640mm，浸润面积48.298㎡，所述平衡木主体各棱边进行倒角处理，侧天线罩(6)与平衡木主体上表面采用半径60mm的弧形过渡，侧天线罩(6)与平衡木主体下表面采用半径30mm的弧形过渡；测向天线罩(7)安装于平衡木主体前下方，测向天线罩(7)最前点据前整流罩(2)和平衡木主体对接面46.87mm，安装方向相对飞机水平基准线保持-3°的安装角，测向天线罩(7)单侧突出侧天线罩(6)的宽度为180mm，为优化气动效果将测向天线罩(7)全长控制在到4500mm以内，等直段长3775mm，在测向天线罩(7)等直段前后分别设计前整流区和后整流区；所述前整流罩(2)外形包括进气唇口、前整流罩区，唇口轴线位于飞机对称面内与机身水平线成上返3°角，唇口轴线据平衡木主体下表面764.55mm，所述以唇口轴线与前整流罩(2)与平衡木主体对接面的交点为坐标原点O，X轴沿唇口轴线向逆航向方案为正，Y轴向上为正，Z轴向左为正，前整流罩(2)沿飞机对称面左右对称，按下表坐标点选取，计量单位为mm；由上述数据点绘制曲面形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：温昌杰，任开勋，刘建军，冯虎祥，张泉，赵晓霞，刘毅，顾明华，余菲，
申请(专利权)人：陕西飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61