СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-6

12 / 82

материала обтекателя при одновре
менном обеспечении механических
требований и требований по термо
стойкости и эрозионной устойчи
вости. Поиск материала обтекателя
с такими уникальными свойствами
обычно приводил к отрицательному
результату. Вновь разработанный
структурно модифицированный по
литетрафторэтилен марки Ф 4РМ,
применяемый как триботехнический
материал для поршневых колец, под
шипников, манжет, вкладышей, уплот
нителей, был испытан в радиотехни
ческих целях, в частности для исполь
зования в качестве материала для
изготовления тонкостенных антен
ных обтекателей.
Сравнение свойств материалов
Ф 4РМ, поликарбоната ПК М 2 и Ф 4
показало, что структурно модифи
цированный политетрафторэтилен
обладает лучшими механическими
свойствами, термостойкостью, радиа
ционной стойкостью и эрозионной
устойчивостью, а его диэлектричес
кая проницаемость и тангенс угла
диэлектрических потерь меньше по
сравнению с поликарбонатом (см.
таблицу).
ИСПЫТАНИЯ АНТЕННОГО
ОБТЕКАТЕЛЯ ИЗ Ф 4РМ
Сверхширокополосный антенный
обтекатель, имеющий полуцилиндри
ческуюили полусферическуюповерх
ность с равной или увеличивающейся
к основанию толщиной стенки, изго
тавливается из структурно модифици
рованного политетрафторэтилена и
имеет тонкостенную конструкцию с
толщиной стенки в центральной части
1,5…3,5 мм.
Проведённые испытания на динами
ческое воздействие твёрдых частиц по
казали, что эрозионная устойчивость
обтекателя из Ф 4РМлучше, чем у обте
кателя из поликарбоната. Скорость ве
сового уноса (vу, г/с) для обтекателя из
Ф 4РМ составила 0,0002 г/с против
0,0018 г/с для обтекателя из поликар
боната.
Проверка тонкостенных антенных
обтекателей из Ф 4РМ в натурных
условиях на летательном аппарате со
скоростями 2,5…3М подтвердила их
прочность, термостойкость и эрози
онную устойчивость в самых жёстких
условиях эксплуатации.
Кроме того, были проведены следую
щие механические и климатические
испытания антенн с установленными
на них обтекателями из структурно
модифицированного политетрафтор
этилена марки Ф 4РМ:
● на прочность при воздействии ши
рокополосной случайной вибрации;
● на воздействие циклического изме
нения температур от –60°С – 2 ч, до
+85°С – 2 ч, всего 10 циклов;
● на воздействие повышенной влаж
ности 98 ± 2%, шесть циклов;
● на воздействие пониженной темпе
ратуры среды –60°С – 2 ч;
● на воздействие повышенной тем
пературы среды +85°С – 2 ч, +185 °С –
30 мин, кратковременно +290°С в те
чение 7 мин.
После каждого испытания прово
дился осмотр тонкостенных антенных
обтекателей, изготовленных из Ф 4РМ,
и контролировалась работоспособ
ность антенн (измерялся коэффици
ент стоячей волны (КСВН)). Антенны
и обтекатели из Ф 4РМ испытания
успешно выдержали.
Сравнительная проверка КП тон
костенных антенных обтекателей из
Ф 4РМ и из поликарбоната показала,
что на частоте 10 ГГц КП обтекателей
из Ф 4РМ составил 92%, а КП обтека
телей из поликарбоната – 83%. При
менение структурно модифицирован
ного политетрафторэтилена марки
Ф 4РМ в качестве материала радио
прозрачного тонкостенного антенно
го обтекателя вместо поликарбоната
позволило улучшить РТХ антенны в
верхней части СВЧ диапазона:
● коэффициент усиления увеличился
до 1,5 раз;
● минимальный коэффициент эллип
тичности улучшился в 1,1 раза;
● минимальная ширина диаграмм
направленности увеличилась на
4…20°;
● уровень боковых лепестков диа
грамм направленности уменьшился
в 1,5…2,2 раза.
При этом коэффициент перекрытия
рабочего диапазона частот антенны с
обтекателем составил не менее 20. Кро
ме того, диаграммы направленности
антенны с обтекателем из поликарбо
ната искажены (имеют два максиму
ма), в то время как диаграммы направ
ленности антенны с обтекателем из
Ф 4РМ имеют удовлетворительную,
практически монотонную форму.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результатыпроведённых испытаний
подтвердили, что структурно модифи
цированныйфторопласт Ф 4РМобла
дает комплексом уникальных эксплуа
тационных характеристик и является
перспективным для авиационной про
мышленности. В частности, его при
менение позволило улучшить эксплуа
тационно технические характеристи
ки радиопрозрачного тонкостенного
антенного обтекателя: повысить его
термостойкость, прочность и эрози
онную устойчивость с одновремен
ным улучшением коэффициента про
зрачности и улучшением РТХ защища
емой антенны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каплун В.А. Антенные радиопрозрачные
обтекатели. Радиотехника. 2002. № 11.
С. 6–15.
2. Бойко М.А., Титов А.Н., Ястребов В.П. Обте
катели РЛС самолетов нового поколения.
Радиотехника. 2002. № 11. С. 39–40.
3. Патент H 01Q 1/42,(11) WO№ 030077363
А1, 18.09.2003. Антенный кожух. Tokuhira,
Katsusada. Daikin Industries, Ltd.
4. Патент РФ№ 23045592, 2007.
5. Хатипов С.А., Конова Е.М., Артамонов Н.А.
Росс. химический журнал (РЖХО им.
Д.И. Менделеева). 2008. Т. 52. №5. С. 64.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
12 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2011
Параметры Структурно модифицированный
политетрафторэтилен марки Ф 4РМ
ПК М 2
ТУ 6 06 47 89
Ф 4
ГОСТ10007 80
Плотность, г/см3 2,20…2,21 1,23…1,25 2,14…2,16
Пористость, % 0,1…0,2 – 1…3
Ударная вязкость, кДж/см2 Более 100 30 100
Диэлектрическая проницаемость 2,1…2,2 2,7…3,1 2,1…2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь 0,0002…0,0003 0,007…0,009 0,0002…0,0003
Диапазон рабочих температур при умеренных
нагрузках до 3 МПа, °С –260…250 –60…130 –260…100
Термостойкость при 250°С, ч До 1000 – До 1000
Модуль упругости при сжатии, МПа 600 83 350…400
Интенсивность износа в режиме палец'диск,
(25 кг/см2; 1 м/с, Ra= 0,15, HRc = 0,45), мкм/км 0,1…0,3 – 2000
Радиационная стойкость (вакуум), Мрад 300 50 1
Сравнительные характеристики диэлектрических материалов
© СТА-ПРЕСС