某机载挂飞雷达载荷结构设计与分析

某雷达主要探测次地表目标的三维结构,采用机载挂飞的方式是验证其技术指标、解决关键技术的一条有效途径。文中根据探测任务需求和机载力学环境,对机载挂飞载荷进行了结构设计、力学设计和力学分析。机载挂飞试验表明,样机满足机载环境使用要求,系统工作正常,从而验证了其结构设计的合理性。     

星载微波探测仪探测头部结构设计及验证

按照某星载微波探测仪探测头部的收拢包络、质量、基频和力学环境适应性等设计要求,针对探测头部结构设计的难点,提出了一种探测头部结构设计方案。通过采用“∏”字型折叠设计、集成化设计、轻量化设计和短而直接的传力路径设计等关键设计方法,解决了探测头部小型化、轻量化和高刚度的技术难点。经过力学仿真分析和地面试验,验证了探测头部结构设计的正确性和合理性。该探测头部的结构设计思路及验证方法可为后续星载微波探测载荷的结构设计提供参考。     

机载雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析

机载电子设备有着重量轻、功率密度高等要求,实际上还面临着各种严酷的力学环境。针对机载雷达电源单元,文中从电源模块及整件两方面着手开展减重设计。为了验证经过减重设计后的结构刚强度是否满足要求,采用ANSYS 软件分析了该电源单元在加速度过载、冲击及随机振动等各种工况下的结构响应和受力情况。分析结果表明,该电源单元的结构设计满足机载环境要求。文中针对雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析对于其他机载电子设备的结构设计具有一定的指导意义。     

太赫兹冰云成像仪结构设计及耦合分析

太赫兹频段的微波探测仪对冰云的有效探测将极大地促进全球和局部气候研究,但成像仪内部空间狭小,结构设计难度较大,且单机布局紧凑、功耗较大,太空环境与太阳直照会使天线反射面结构变形,从而影响载荷电性能。文中对成像仪系统进行了详细的结构设计,运用有限元软件验证其在各试验工况下的力学特性,并对载荷温度进行在轨计算,将温度数据映射到模型中进行热变形计算,将结构热变形数据代入Grasp系统仿真。通过耦合分析,评估天馈系统结构热变形对其电性能的影响,结果表明电性能指标均满足设计要求。     

航天测量船机载校飞系统构建

为了对航天测量船进行海上动态校飞,需在飞机上搭载合作目标,构建校飞系统。介绍了校飞原理及机载校飞系统的组成;提出了飞机改装的设计原则;给出了总体布置及供电设计;分析了全机电磁兼容性和安全性。实践表明,机载校飞系统满足使用需求。     

机载飞行器挂机结构强度分析及试验方法

挂机结构是机载飞行器的关键承载结构,采用两种方法对挂机结构进行强度分析。首先采用惯性释放方法,该方法可准确模拟挂飞边界条件但无法据此开展地面静力试验;因此又根据机载飞行器的结构特点提出了边界约束方法,通过对比两种方法的分析结果,找出既能满足分析精度要求又适合开展地面静力试验的边界条件;最后据此开展地面静力试验,进一步验证了挂机结构对挂飞载荷的适应性。     

某电子设备铆钉冲击断裂原因分析与改进

冲击是机载电子设备面临的多种严酷力学环境考验之一.在冲击试验中,某机载电子设备的安装板铆钉多处发生断裂失效.文中应用Abaqus有限元软件对该电子设备进行了瞬态动力学仿真,准确复现了铆钉断裂的位置和安装板变形,并找到了铆钉断裂的具体原因,进一步提出了增强安装板前缘和用不锈钢螺钉替代铆钉的改进建议.接着,对改进后的模型进行了二次仿真.结果表明,改进后的电子设备结构能够满足机载冲击环境要求.文中针对机载电子设备铆钉断裂提出的结构改进建议对同类电子设备的结构设计具有一定的借鉴意义.     

某碳纤维电子机箱结构动力学仿真及试验研究

碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP）作为一种高性能复合材料,具有比强度和比刚度高、减振性能好等特点,在机载电子设备中的应用越来越广泛。文中针对机载环境条件特点,设计了一种碳纤维复合材料电子机箱,并利用ANSYS 软件进行了结构动力学仿真分析,最后通过冲击试验测得典型位置的应变,并预测了冲击试验中可能出现的最大应变。文中所做工作对同类型电子机箱结构设计具有一定的指导意义。     

机载无源相控阵天线结构轻量化设计

机载雷达天线发展迅速,已从传统机械扫描天线发展为相控阵天线以及更为先进的机相扫天线。随着雷达技术的发展及电子设备集成度的提高,天线已经成为雷达系统中组成最为复杂、重量占比最大的单元,因此天线的轻量化设计是雷达结构设计的关键技术。某机载无源相控阵雷达天线组成复杂,结构紧凑,单元间距小,重量指标要求严格,结构设计难度大。文中介绍了该天线结构设计中采取的轻量化措施,包括结构布局、模块化设计、复合材料的应用等,并通过力学仿真及环境试验,对天线轻量化设计的结果进行了验证。结果表明,天线结构设计满足产品力学环境要求,设计合理,对相关产品的结构设计有一定的参考意义。     

CO_2探测仪反射镜组件设计

为了降低重力、力学试验、发射条件以及因材料线胀系数差异导致的热变形对CO_2探测仪反射镜面形产生的影响,从反射镜组件材料选择、结构设计和配合方式几个方面进行了分析。采用SiC材料制作反射镜,结合反射镜的环形支撑方式,通过有限元分析对镜体进行轻量化设计。选取线胀系数较小的殷钢材料,利用三角形结构的稳定性和双脚架柔性结构的灵活性设计出简易可靠的反射镜支撑结构。反射镜与支撑结构接触面为1∶50的锥度面,通过环氧树脂进行胶接。在严格的工艺条件控制下,对反射镜组件进行精密加工和装配。对反射镜组件进行力学试验测试,结果表明在X向、Y向、Z向的一阶频率分别为445,423和444 Hz,与有限元分析结果接近。试验后镜面面形变化量PV值小于1/10λ,RMS值小于1/30(λ=632.8nm)。证明了CO_2探测仪反射镜组件结构设计与装调的合理性,满足空间高光谱成像要求。     

基于ASAAC标准模块的机载液冷机架的热设计

某机载液冷机架不仅耗散功率大,而且热量集中,怎样及时高效地将模块的热源热量导出传递到机架导轨上并有效地散热是亟待解决的问题。文中详细叙述了基于欧洲联合标准航空电子结构委员会(ASAAC)标准模块的机载液冷机架的热设计,采用了新型液冷冷板,进行了不断的试验。试验结果表明,基于ASAAC标准模块的机载液冷机架的热设计是成功的。文章在ASAAC架构下的高导热率传导散热技术方面做了有益的探索,成功解决了ASAAC标准模块如何在恶劣环境下满足国军标GJB150.3—86高温工作试验要求的问题。     

机载高精度相控阵雷达天线阵面结构设计

以某机载高频天线阵面结构设计为例,介绍了高频机载天线阵面的结构特点及其高精度结构设计的相关关键技术。对天线阵面的设计要求、天线系统组成和设备集成方式进行了介绍。重点对可插拔的一体化线源模块以及天线框架的高精度结构设计、热设计和天线阵面设备的密封设计进行了详细叙述。最后通过力学仿真分析,验证得出该天线阵面结构设计合理,刚强度满足设计要求。     

某碳纤维显控台结构动力学仿真分析及优化

机载电子设备需具有足够的刚强度才能满足环境使用要求,而碳纤维材料的结构设计以往大多通过样件试验来进行验证。文中运用ANSYS软件对某机载碳纤维显控台进行了模态分析,依据分析结果对显控台结构进行了优化,再通过加载真实使用环境下的振动条件对显控台进行了谐响应分析,并对优化前后的谐响应分析结果进行了对比。经验证,优化结果满足环境要求。这可为同类产品的设计提供参考。     

某机载液冷综合机架的结构设计

针对某机载电子设备的小型化、轻量化和高热耗的特点,从内部模块的布局、结构功能一体化、电气及水路互联的盲配设计、散热结构及流道设计、电磁兼容设计等方面介绍了液冷综合机架的结构设计过程。对综合机架实体模型进行了力学仿真和热仿真分析,并对实物样机进行了试验验证。结果表明,液冷机架的设计满足使用要求,对以后的工程应用具有较大的借鉴意义。     

某相控阵天气雷达结构总体设计

相控阵天气雷达是一个较复杂的系统,其布局要求紧凑,天线阵面精度要求高,组件功耗大,与其他天气雷达相比,其结构设计更复杂。文中通过总体布局设计、天线阵面结构设计与天线阵面平面精度控制以及天线座结构设计完成了某型相控阵天气雷达的设计开发工作。同时通过天线与天线座结构刚强度计算和组件热设计计算来确保设计满足要求。目前,该雷达已交付用户,其成功研制对后续类似雷达的设计具有一定的参考价值。     

一种机载雷达新型结构设计模式的研究与应用

依据机载雷达结构设计技术特点,探索了一种基于拓扑设计与3D 打印技术的新型机载雷达结构设计模式。针对承载支架(某机载雷达关键结构)的结构设计,对该新型设计模式进行了详细的分析论证,主要包括结构设计要求、拓扑设计流程、力学仿真校核、3D 打印和试验验证等。通过该设计模式的成功应用,承载支架在保证其力学性能的同时,实现了减重35% 的指标要求。该研究可为机载雷达复杂结构和轻量化设计提供设计参考。     

星载微波组件微组装技术研究

星载微波组件是天基合成孔径雷达的核心部件,它由许多元器件经过高密度组装而成。针对天基雷达星载微波组件高精度、高一致性、高可靠微组装的技术要求,文中开展了星载微波组件微组装技术研究,重点介绍了低空洞率芯片焊接、低出气率芯片胶接、高可靠引线键合、抗辐照防护设计、低水汽含量气密封装等一系列关键技术,成功研制了高精度、高一致性、高可靠的星载微波组件,满足了某型天基合成孔径雷达的相关技术要求。研究成果为高精度、高一致性、高可靠微波组件的研制奠定了技术基础。     

某机载雷达的结构及散热设计

文中针对机载电子设备的环境特点,开展了密闭式机箱的热设计工作,重点在于降低插件导冷板的板内横向传导热阻和机箱侧壁风道的对流热阻.仿真分析和试验测试均证实,热设计能够保证机箱内电子设备在高温工况下正常工作.在密闭式机箱散热过程中,冷却空气与电子器件不直接接触,因而在解决散热问题的同时,也提高了机箱的环境适应性,尤其适用于机载电子设备.而人工石墨贴片则适用于以导热为主要散热措施的场合,用于解决集中热源的散热问题.     

某机载吊挂天线系统的结构设计与分析

机载吊挂天线具有结构紧凑、接口简单等特点,在机载雷达领域应用较为广泛.在结构设计时应兼顾体积、重量、强度等多方面因素,需要进行全面细致的考虑.文中以某机载吊挂天线为例,针对天线使用的环境要求,简单介绍了该天线系统的结构特点,重点介绍了天线系统的结构组成、热设计及载荷分析等,可为同类天线系统的结构设计提供参考.