机载雷达罩二次修复后电性能测试必要性的简单分析

摘要：机载雷达天线罩既是飞机的结构部件，又是雷达系统发射电磁波透过的窗口，可保护航空、航天飞行器在恶劣环境条件下能正常工作。天线罩是载机电子系统中不可缺少的组成部分，其电磁性能的优劣与系统的整体性能密切相关，由于雷达罩保护了天线正常工作而折损了自身使用寿命，本文是以暴露于恶劣环境下的机载雷达罩为基体，其工作中受到轻度损伤后进行二次修复的电性能为研究对象，并明确其應严格按照相关要求完成电性能测试项目。对于雷达罩罩体而言修复后，性能是会有所下降。本文对可能造成雷达天线罩受损的各类因素进行了详细分析。

关键词：修复;损伤;电磁波透过;烧蚀

1  引言

雷达天线罩是电磁波透过的窗口，它的作用保护飞行器的雷达天线，确保雷达系统在恶劣环境条件下通讯、遥测、制导、引爆等的正常工作。由于使用环境的恶劣，比如天线罩在飞机起飞、降落和飞行过程中要经受高速雨滴、砂石、冰雹等固体颗粒的冲击、侵蚀，致使聚合物基复合材料天线罩会遭受冲击损伤、分层、蒙皮涂料逐渐变薄甚至出现开裂、起皱、脱落等失效行为，所以机载雷达罩随机体飞行使用一段时间会有不同程度的损伤（粉化、掉漆、脱层、小裂纹等），小的损伤按照要求进行修复，同时，对于修复后的罩体应严格按照测试要求进行电性能测试。

2  机载常用雷达罩分类

机载雷达天线罩一般可分夹层式和薄璧式两大类。

薄璧式—天线罩壁厚度是相对于其所保护雷达系统信号的波长而言（即雷达罩的壁厚度尺寸不大于介质内部波长的十分之一）。

夹层式—天线罩是由两种或多种复合材料（例如：环氧纤维玻璃）组合而成，中间由介电芯层将其分成两层，芯层一般是非金属的蜂窝结构、空心的瓦楞式结构或者是泡沫塑料等夹层。表面和芯层的厚度是取决于雷达的工作频率和表面、芯层、喷漆系统工艺、抗静电涂层的介电常数和损耗正切。

机载雷达天线罩从可靠性方面来分可分为可修补型和非修补型。

可修补型—该类雷达罩应用最少的维修时间、提供最长的使用时间，在飞机寿命期内，雷达罩可进行较少的修理，但不应该更换，应保证在飞机每次大修之前，雷达罩的损坏应是最小的。一般规定，除罩体表面涂层修理之外，不应有更多的修理。

非维修型—对于部分雷达罩可以设计成低造价的非修补型，这种雷达罩要求其平均故障时间MTBF﹥500飞行小时。

3  雷达罩损伤的因素分析

机载雷达罩由于使用的环境比较复杂、恶劣等，在这种环境下随着长时间飞行使用后，可能会导致雷达罩出现掉漆、脱层等不同程度的损坏，再次经过相关专业修复，对于雷达罩罩体而言修复后，会导致性能下降，所以对于修复后雷达罩体应进行电性能测试（RTCAD0-213中对于修复后的传输效率测试有明确规定的）。

造成机载雷达罩罩体损伤的因素有：

1）雨蚀  雨滴的高速冲刷首先是对罩体表面漆层的侵蚀破坏，接着是会到达罩体头部外表面的结构（以进风机头罩为例）。

2）冲击损伤 遭到大鸟撞击、遭遇大的冰雹和地面车辆等碰撞时，这些是较容易被飞行或地勤人员发现的;而较小的冰雹和小鸟撞击可能不十分明显，如果这类损伤未被及时发现，雷达罩仍继续使用，罩体存在有穿透区，湿气会进入罩体芯层，会严重影响该区域附近的电性能。随时间推移，飞机在高空冰点持续飞行，会反复出现结冰与融化现象，这样罩体结构会发生小裂纹，致使湿气进一步传播，导致雷达天线罩的穿透区扩大。

3）雷击损伤 机体凸出部位的雷达罩一般装有防雷击分流条，当雷击中天线和罩内金属结构时会经过罩体，损伤后雷击电流强度的不同可能在罩体上会形成裂孔，同样，芯层散发的热量可能使内表面脱层（或脱胶），严重时脱层面积可达足球大小甚至更大。雷电也会从芯层和内层传到雷达天线罩后部的机体结构，严重影响罩体冲击区的结构完整性。

4）湿气 使用过程中雷达罩体结构内部是存在有一定湿气，该指标可以通过湿气仪检测，并制定有标准的，但在不同飞行环境中，可能会影响湿气标准量，当湿气增加时，加速对雷达罩的损伤或老化。

5）静电烧蚀  是由雷达罩外表面存在有静电荷引起的微小穿透，随时间推移及周围环境变化累计到一定程度就会穿透雷达罩，部分罩体发生静电烧蚀很严重，甚至出现了雷达罩外表面发生碳化而变黑。在出现有小透过时，飞机飞行是很难避免湿气进入雷达罩，随时间累计，对雷达罩电性能的损伤和影响会逐渐加重的。

对于雷达罩罩体损伤按照严重程度可以进行区分，较严重的一些可以通过目视发现的，并能及时进行修复处理，而对于目视所不能发现的必须通过雷达罩电性能试验的手段可以完成检测任务。

4.  雷达罩的修复工作

对于损伤后的机载雷达罩，以雷达罩体最小损伤—表面涂层损伤为例，首先是要脱掉受损区域原来的（第一次喷涂的各种漆漆层、再进行粗、细磨的打磨工序（可依据雷达罩损伤情况决定罩体褪漆操作工艺方法），这些目前都是依靠人工手动完成，所以误差是比较大的，罩体厚度均匀性也是不好把握。

完成机载雷达罩修复工作的前期准备工作后，就是对罩体损伤部位进行除尘，进行再次漆层喷涂、烘干或者自然晾干等修复工作。另外，对于再次喷涂（补喷）漆层的厚度掌握情况，现阶段对于罩体修复喷漆工艺基本还是以人工手动操作为主，所以对于喷漆的均匀性，厚度等等都可能对雷达罩罩体有所改变。

基于上述的各种不定因素，所以完成罩体修复后，应严格按照测试技术文件对雷达罩实施相关的电性能测试。

5  结论

飞机在高空时，环境复杂且恶劣，对于雷达罩体的损伤有人视觉能感知到的，也可能有潜在视觉所不能发现的，所以修复完成后，通过再次电性能测试判断，保证雷达罩完成天线的保护功能，因雷达罩璧对电磁波的衰减、反射、折射等作用不可忽略，电磁波透过雷达罩璧后产生传输损耗和波束偏移，传输损耗会降低电磁波的传输效率，减小雷达的作用距离。波束偏移的主要后果是增加导引头的瞄准误差，还会导致天线的旁瓣电平升高，引起发射管的频率牵引等，所以雷达罩透波性能的好坏直接影响到飞机探测距离的远近和发现目标的真假，因此雷达天线罩应满足一定电性能要求的。所以对于修复后的雷达罩有必要严格按照技术文件进行电性能测试，修复雷达罩对于雷达天线系统性能的影响可能会增加，但应满足技术要求，否则飞行器系统将无法正常工作。

作者简介：张三爱，女，汉族，陕西咸阳，大学本科，高级工程师，主要方向雷达系统及天线测试研究。