機(jī)載雷達(dá)罩二次修復(fù)后電性能測試必要性的簡單分析

摘要：機(jī)載雷達(dá)天線罩既是飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件，又是雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射電磁波透過的窗口，可保護(hù)航空、航天飛行器在惡劣環(huán)境條件下能正常工作。天線罩是載機(jī)電子系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，其電磁性能的優(yōu)劣與系統(tǒng)的整體性能密切相關(guān)，由于雷達(dá)罩保護(hù)了天線正常工作而折損了自身使用壽命，本文是以暴露于惡劣環(huán)境下的機(jī)載雷達(dá)罩為基體，其工作中受到輕度損傷后進(jìn)行二次修復(fù)的電性能為研究對象，并明確其應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求完成電性能測試項(xiàng)目。對于雷達(dá)罩罩體而言修復(fù)后，性能是會有所下降。本文對可能造成雷達(dá)天線罩受損的各類因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：修復(fù);損傷;電磁波透過;燒蝕

1 ?引言

雷達(dá)天線罩是電磁波透過的窗口，它的作用保護(hù)飛行器的雷達(dá)天線，確保雷達(dá)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境條件下通訊、遙測、制導(dǎo)、引爆等的正常工作。由于使用環(huán)境的惡劣，比如天線罩在飛機(jī)起飛、降落和飛行過程中要經(jīng)受高速雨滴、砂石、冰雹等固體顆粒的沖擊、侵蝕，致使聚合物基復(fù)合材料天線罩會遭受沖擊損傷、分層、蒙皮涂料逐漸變薄甚至出現(xiàn)開裂、起皺、脫落等失效行為，所以機(jī)載雷達(dá)罩隨機(jī)體飛行使用一段時間會有不同程度的損傷（粉化、掉漆、脫層、小裂紋等），小的損傷按照要求進(jìn)行修復(fù)，同時，對于修復(fù)后的罩體應(yīng)嚴(yán)格按照測試要求進(jìn)行電性能測試。

2 ?機(jī)載常用雷達(dá)罩分類

機(jī)載雷達(dá)天線罩一般可分夾層式和薄璧式兩大類。

薄璧式—天線罩壁厚度是相對于其所保護(hù)雷達(dá)系統(tǒng)信號的波長而言（即雷達(dá)罩的壁厚度尺寸不大于介質(zhì)內(nèi)部波長的十分之一）。

夾層式—天線罩是由兩種或多種復(fù)合材料（例如：環(huán)氧纖維玻璃）組合而成，中間由介電芯層將其分成兩層，芯層一般是非金屬的蜂窩結(jié)構(gòu)、空心的瓦楞式結(jié)構(gòu)或者是泡沫塑料等夾層。表面和芯層的厚度是取決于雷達(dá)的工作頻率和表面、芯層、噴漆系統(tǒng)工藝、抗靜電涂層的介電常數(shù)和損耗正切。

機(jī)載雷達(dá)天線罩從可靠性方面來分可分為可修補(bǔ)型和非修補(bǔ)型。

可修補(bǔ)型—該類雷達(dá)罩應(yīng)用最少的維修時間、提供最長的使用時間，在飛機(jī)壽命期內(nèi)，雷達(dá)罩可進(jìn)行較少的修理，但不應(yīng)該更換，應(yīng)保證在飛機(jī)每次大修之前，雷達(dá)罩的損壞應(yīng)是最小的。一般規(guī)定，除罩體表面涂層修理之外，不應(yīng)有更多的修理。

非維修型—對于部分雷達(dá)罩可以設(shè)計(jì)成低造價的非修補(bǔ)型，這種雷達(dá)罩要求其平均故障時間MTBF﹥500飛行小時。

3 ?雷達(dá)罩損傷的因素分析

機(jī)載雷達(dá)罩由于使用的環(huán)境比較復(fù)雜、惡劣等，在這種環(huán)境下隨著長時間飛行使用后，可能會導(dǎo)致雷達(dá)罩出現(xiàn)掉漆、脫層等不同程度的損壞，再次經(jīng)過相關(guān)專業(yè)修復(fù)，對于雷達(dá)罩罩體而言修復(fù)后，會導(dǎo)致性能下降，所以對于修復(fù)后雷達(dá)罩體應(yīng)進(jìn)行電性能測試（RTCAD0-213中對于修復(fù)后的傳輸效率測試有明確規(guī)定的）。

造成機(jī)載雷達(dá)罩罩體損傷的因素有：

1）雨蝕 ?雨滴的高速沖刷首先是對罩體表面漆層的侵蝕破壞，接著是會到達(dá)罩體頭部外表面的結(jié)構(gòu)（以進(jìn)風(fēng)機(jī)頭罩為例）。

2）沖擊損傷 遭到大鳥撞擊、遭遇大的冰雹和地面車輛等碰撞時，這些是較容易被飛行或地勤人員發(fā)現(xiàn)的;而較小的冰雹和小鳥撞擊可能不十分明顯，如果這類損傷未被及時發(fā)現(xiàn)，雷達(dá)罩仍繼續(xù)使用，罩體存在有穿透區(qū)，濕氣會進(jìn)入罩體芯層，會嚴(yán)重影響該區(qū)域附近的電性能。隨時間推移，飛機(jī)在高空冰點(diǎn)持續(xù)飛行，會反復(fù)出現(xiàn)結(jié)冰與融化現(xiàn)象，這樣罩體結(jié)構(gòu)會發(fā)生小裂紋，致使?jié)駳膺M(jìn)一步傳播，導(dǎo)致雷達(dá)天線罩的穿透區(qū)擴(kuò)大。

3）雷擊損傷 機(jī)體凸出部位的雷達(dá)罩一般裝有防雷擊分流條，當(dāng)雷擊中天線和罩內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)時會經(jīng)過罩體，損傷后雷擊電流強(qiáng)度的不同可能在罩體上會形成裂孔，同樣，芯層散發(fā)的熱量可能使內(nèi)表面脫層（或脫膠），嚴(yán)重時脫層面積可達(dá)足球大小甚至更大。雷電也會從芯層和內(nèi)層傳到雷達(dá)天線罩后部的機(jī)體結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響罩體沖擊區(qū)的結(jié)構(gòu)完整性。

4）濕氣 使用過程中雷達(dá)罩體結(jié)構(gòu)內(nèi)部是存在有一定濕氣，該指標(biāo)可以通過濕氣儀檢測，并制定有標(biāo)準(zhǔn)的，但在不同飛行環(huán)境中，可能會影響濕氣標(biāo)準(zhǔn)量，當(dāng)濕氣增加時，加速對雷達(dá)罩的損傷或老化。

5）靜電燒蝕??是由雷達(dá)罩外表面存在有靜電荷引起的微小穿透，隨時間推移及周圍環(huán)境變化累計(jì)到一定程度就會穿透雷達(dá)罩，部分罩體發(fā)生靜電燒蝕很嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了雷達(dá)罩外表面發(fā)生碳化而變黑。在出現(xiàn)有小透過時，飛機(jī)飛行是很難避免濕氣進(jìn)入雷達(dá)罩，隨時間累計(jì)，對雷達(dá)罩電性能的損傷和影響會逐漸加重的。

對于雷達(dá)罩罩體損傷按照嚴(yán)重程度可以進(jìn)行區(qū)分，較嚴(yán)重的一些可以通過目視發(fā)現(xiàn)的，并能及時進(jìn)行修復(fù)處理，而對于目視所不能發(fā)現(xiàn)的必須通過雷達(dá)罩電性能試驗(yàn)的手段可以完成檢測任務(wù)。

4. ?雷達(dá)罩的修復(fù)工作

對于損傷后的機(jī)載雷達(dá)罩，以雷達(dá)罩體最小損傷—表面涂層損傷為例，首先是要脫掉受損區(qū)域原來的（第一次噴涂的各種漆漆層、再進(jìn)行粗、細(xì)磨的打磨工序（可依據(jù)雷達(dá)罩損傷情況決定罩體褪漆操作工藝方法），這些目前都是依靠人工手動完成，所以誤差是比較大的，罩體厚度均勻性也是不好把握。

完成機(jī)載雷達(dá)罩修復(fù)工作的前期準(zhǔn)備工作后，就是對罩體損傷部位進(jìn)行除塵，進(jìn)行再次漆層噴涂、烘干或者自然晾干等修復(fù)工作。另外，對于再次噴涂（補(bǔ)噴）漆層的厚度掌握情況，現(xiàn)階段對于罩體修復(fù)噴漆工藝基本還是以人工手動操作為主，所以對于噴漆的均勻性，厚度等等都可能對雷達(dá)罩罩體有所改變。

基于上述的各種不定因素，所以完成罩體修復(fù)后，應(yīng)嚴(yán)格按照測試技術(shù)文件對雷達(dá)罩實(shí)施相關(guān)的電性能測試。

5 ?結(jié)論

飛機(jī)在高空時，環(huán)境復(fù)雜且惡劣，對于雷達(dá)罩體的損傷有人視覺能感知到的，也可能有潛在視覺所不能發(fā)現(xiàn)的，所以修復(fù)完成后，通過再次電性能測試判斷，保證雷達(dá)罩完成天線的保護(hù)功能，因雷達(dá)罩璧對電磁波的衰減、反射、折射等作用不可忽略，電磁波透過雷達(dá)罩璧后產(chǎn)生傳輸損耗和波束偏移，傳輸損耗會降低電磁波的傳輸效率，減小雷達(dá)的作用距離。波束偏移的主要后果是增加導(dǎo)引頭的瞄準(zhǔn)誤差，還會導(dǎo)致天線的旁瓣電平升高，引起發(fā)射管的頻率牽引等，所以雷達(dá)罩透波性能的好壞直接影響到飛機(jī)探測距離的遠(yuǎn)近和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的真假，因此雷達(dá)天線罩應(yīng)滿足一定電性能要求的。所以對于修復(fù)后的雷達(dá)罩有必要嚴(yán)格按照技術(shù)文件進(jìn)行電性能測試，修復(fù)雷達(dá)罩對于雷達(dá)天線系統(tǒng)性能的影響可能會增加，但應(yīng)滿足技術(shù)要求，否則飛行器系統(tǒng)將無法正常工作。

作者簡介：張三愛，女，漢族，陜西咸陽，大學(xué)本科，高級工程師，主要方向雷達(dá)系統(tǒng)及天線測試研究。