機載雷達罩二次修復后電性能測試必要性的簡單分析

摘要：機載雷達天線罩既是飛機的結構部件，又是雷達系統(tǒng)發(fā)射電磁波透過的窗口，可保護航空、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，由于雷達罩保護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)境下的機載雷達罩為基體，其工作中受到輕度損傷后進行二次修復的電性能為研究對象，并明確其應嚴格按照相關要求完成電性能測試項目。對于雷達罩罩體而言修復后，性能是會有所下降。本文對可能造成雷達天線罩受損的各類因素進行了詳細分析。

關鍵詞：修復;損傷;電磁波透過;燒蝕

1 ?引言

雷達天線罩是電磁波透過的窗口，它的作用保護飛行器的雷達天線，確保雷達系統(tǒng)在惡劣環(huán)境條件下通訊、遙測、制導、引爆等的正常工作。由于使用環(huán)境的惡劣，比如天線罩在飛機起飛、降落和飛行過程中要經受高速雨滴、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開裂、起皺、脫落等失效行為，所以機載雷達罩隨機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行修復，同時，對于修復后的罩體應嚴格按照測試要求進行電性能測試。

2 ?機載常用雷達罩分類

機載雷達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雷達系統(tǒng)信號的波長而言（即雷達罩的壁厚度尺寸不大于介質內部波長的十分之一）。

夾層式—天線罩是由兩種或多種復合材料（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構、空心的瓦楞式結構或者是泡沫塑料等夾層。表面和芯層的厚度是取決于雷達的工作頻率和表面、芯層、噴漆系統(tǒng)工藝、抗靜電涂層的介電常數和損耗正切。

機載雷達天線罩從可靠性方面來分可分為可修補型和非修補型。

可修補型—該類雷達罩應用最少的維修時間、提供最長的使用時間，在飛機壽命期內，雷達罩可進行較少的修理，但不應該更換，應保證在飛機每次大修之前，雷達罩的損壞應是最小的。一般規(guī)定，除罩體表面涂層修理之外，不應有更多的修理。

非維修型—對于部分雷達罩可以設計成低造價的非修補型，這種雷達罩要求其平均故障時間MTBF﹥500飛行小時。

3 ?雷達罩損傷的因素分析

機載雷達罩由于使用的環(huán)境比較復雜、惡劣等，在這種環(huán)境下隨著長時間飛行使用后，可能會導致雷達罩出現掉漆、脫層等不同程度的損壞，再次經過相關專業(yè)修復，對于雷達罩罩體而言修復后，會導致性能下降，所以對于修復后雷達罩體應進行電性能測試（RTCAD0-213中對于修復后的傳輸效率測試有明確規(guī)定的）。

造成機載雷達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，接著是會到達罩體頭部外表面的結構（以進風機頭罩為例）。

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，雷達罩仍繼續(xù)使用，罩體存在有穿透區(qū)，濕氣會進入罩體芯層，會嚴重影響該區(qū)域附近的電性能。隨時間推移，飛機在高空冰點持續(xù)飛行，會反復出現結冰與融化現象，這樣罩體結構會發(fā)生小裂紋，致使?jié)駳膺M一步傳播，導致雷達天線罩的穿透區(qū)擴大。

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

4）濕氣 使用過程中雷達罩體結構內部是存在有一定濕氣，該指標可以通過濕氣儀檢測，并制定有標準的，但在不同飛行環(huán)境中，可能會影響濕氣標準量，當濕氣增加時，加速對雷達罩的損傷或老化。

5）靜電燒蝕??是由雷達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)境變化累計到一定程度就會穿透雷達罩，部分罩體發(fā)生靜電燒蝕很嚴重，甚至出現了雷達罩外表面發(fā)生碳化而變黑。在出現有小透過時，飛機飛行是很難避免濕氣進入雷達罩，隨時間累計，對雷達罩電性能的損傷和影響會逐漸加重的。

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

4. ?雷達罩的修復工作

對于損傷后的機載雷達罩，以雷達罩體最小損傷—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、再進行粗、細磨的打磨工序（可依據雷達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。

完成機載雷達罩修復工作的前期準備工作后，就是對罩體損傷部位進行除塵，進行再次漆層噴涂、烘干或者自然晾干等修復工作。另外，對于再次噴涂（補噴）漆層的厚度掌握情況，現階段對于罩體修復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，所以完成罩體修復后，應嚴格按照測試技術文件對雷達罩實施相關的電性能測試。

5 ?結論

飛機在高空時，環(huán)境復雜且惡劣，對于雷達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)現的，所以修復完成后，通過再次電性能測試判斷，保證雷達罩完成天線的保護功能，因雷達罩璧對電磁波的衰減、反射、折射等作用不可忽略，電磁波透過雷達罩璧后產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，減小雷達的作用距離。波束偏移的主要后果是增加導引頭的瞄準誤差，還會導致天線的旁瓣電平升高，引起發(fā)射管的頻率牽引等，所以雷達罩透波性能的好壞直接影響到飛機探測距離的遠近和發(fā)現目標的真假，因此雷達天線罩應滿足一定電性能要求的。所以對于修復后的雷達罩有必要嚴格按照技術文件進行電性能測試，修復雷達罩對于雷達天線系統(tǒng)性能的影響可能會增加，但應滿足技術要求，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，大學本科，高級工程師，主要方向雷達系統(tǒng)及天線測試研究。