雷达罩:飞机雷达的“防护镜”

张建军

雷达罩是飞机的重要部件，自从美国西方电气公司生产的S波段雷达罩装于B-18A飞机上以来，所有安装雷达的飞机都使用雷达罩。一般来说，雷达罩位于飞机的头部或背部，如战斗机机头的锥形雷达罩、预警机背驮的转盘式雷达罩、运输机的半球形雷达罩和民用飞机机头的“鼻”形雷达罩等。

如果把雷达比作飞机的“眼睛”，那么雷达罩就是保护飞机“眼睛”安全的“防护镜”。雷达罩的主要功能是在不影响雷达探测性能的前提下，保护罩内的雷达系统不受外力损伤或破坏。此外，作为飞机外形的组成部分，雷达罩还起着维持整机气动外形的作用。

复合材料壳体

从结构上来说，雷达罩主要包括壳体、防雷击系统、防静电及雨蚀系统等。

在影响雷达罩性能的相关因素中，壳体材料的影响比较大。目前，世界上大多数飞机的雷达罩都使用复合材料壳体。随着各种高性能雷达的应用，现代民用飞机对雷达罩壳体在飞机起降和空中飞行过程中不同工作环境下所具有的力学性能、耐热性能、电磁性能和机械性能等要求也在不断提高。因此，各项性能优异的复合材料成为最佳选择。

雷达罩壳体所使用的材料主要包括树脂基体、增强材料和夹芯等防静电、防腐蚀、防雷击材料。制造雷达罩的基体材料主要是改性环氧树脂。改性环氧树脂基体具有良好的力学性能、介电性能和耐热性能。

雷达罩壳体夹层结构主要有泡沫夹层结构和蜂窝夹层结构两种。相比而言，泡沫的力学性能是各向同性，而蜂窝是各向异性。在复杂的受力状态下，泡沫夹层结构比蜂窝夹层结构更能满足结构和强度的要求。另外，在使用过程中，因为泡沫是闭孔结构，水和水汽不能进入夹芯内部，与开孔的蜂窝结构相比，具有较低的吸水率，降低了维护检查成本。我国大型客机C919的雷达罩就采用了国际领先的泡沫夹层结构。

防雷击系统

复合材料壳体不导电，不能承受雷电所产生的高应力，容易引起雷电进入结构内部。因此，在雷达罩表面上有一圈呈辐射状突出的金属条，它与机体之间有良好的电搭接，提供雷电附着点，使雷击电流能通过分流条迅速传到金属机身，释放能量，达到保护雷达罩体的作用，这就是防雷击分流条。

分流条不是随意安装的，其长度在顺航向上必须超过雷达扫描包络面的最前端，分流条之间的间距要经过精确的计算。C919飞机雷达罩采用的是铝质防雷击分流条，它对电磁波的反射小，对雷达罩的透波性能影响不大，具有很好的防雷电性能。

防静電及雨蚀系统

在飞机飞行过程中，雷达罩受到高速气流及大气电离层的影响， 其表面易产生静电。当静电聚集到一定程度，会引起放电，对电子设备产生干扰，影响电波传输。而长期风沙雨雪的侵蚀，会使雷达罩的结构性能和电性能下降，因此在雷达罩外表面会喷上底层、抗 雨蚀涂层和抗静电涂层三层防护涂层。

其中，底层涂料与罩体材料之间应有很好的附着力；抗雨蚀涂层应有很好的弹性，可以起到抗冲蚀的作用；抗静电涂层应有一定的导电能力，可以避免天线罩体上静电的积累，从而实现对雷达罩的综合防护。