RU2686865C1 - Method of manufacturing multilayer antenna reflector - Google Patents
Method of manufacturing multilayer antenna reflector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686865C1 RU2686865C1 RU2018108370A RU2018108370A RU2686865C1 RU 2686865 C1 RU2686865 C1 RU 2686865C1 RU 2018108370 A RU2018108370 A RU 2018108370A RU 2018108370 A RU2018108370 A RU 2018108370A RU 2686865 C1 RU2686865 C1 RU 2686865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- manufacturing
- reflector
- reflective
- layers
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам изготовления рефлекторов антенн и может быть использовано при создании прецизионных рефлекторов из полимерных композиционных материалов для бортовых антенн космических аппаратов.The invention relates to radio engineering, and in particular to methods of manufacturing antenna reflectors and can be used to create precision reflectors made of polymer composite materials for spacecraft on-board antennas.
Известен способ изготовления многослойных изделий, преимущественно из полимерных композиционных материалов и легких сплавов (патент России №2450921), включающий сборку многослойных изделий на формообразующем элементе, укладку технологического пакета и установкой вакуумного мешка, вакуумирование, нагрев с увеличением прогрева определенных зон многослойных изделий, измерение температур во всех зонах элементов конструкции, взаимодействующих с многослойным изделием, периодическое сравнение измеряемых температур с требуемыми значениями, выдержку при температуре отверждения и охлаждения, при этом вакуумирование производят непосредственно после укладки технологического пакета с вакуумным мешком, а нагрев проводят непосредственно после вакуумирования, при этом управление нагревом, выдержкой при отверждении и охлаждении производят путем замера температур многослойных изделий в n сегментах формообразующего элемента (где n=1, 2 i), уменьшении мощности теплонагревателей i-го сегмента в случае превышения требуемой температуры, а в случае понижения - увеличения мощности теплонагревателей i-го сегмента.A known method of manufacturing multilayer products, mainly from polymer composite materials and light alloys (Russian patent №2450921), including the assembly of multilayer products on the forming element, the installation of the technological package and the installation of a vacuum bag, vacuum, heating with an increase in heating of certain areas of multilayer products, temperature measurement in all zones of structural elements interacting with a multilayer product, periodic comparison of measured temperatures with the required values , exposure at the temperature of curing and cooling, while evacuation is carried out directly after laying the technological package with a vacuum bag, and heating is carried out directly after vacuuming, and the heating, holding during curing and cooling are controlled by measuring the temperature of the multilayer products in n segments of the forming element ( where n = 1, 2 i), a decrease in the power of the heaters of the i-th segment in the case of an increase in the required temperature, and in the case of a decrease in the increase in power, heat agrevateley i-th segment.
Недостатком способа является недостаточная точность параболической внутренней рабочей поверхности антенны относительно начальной точности рабочей поверхности формы, вследствие ее изменения при нагреве формы и технологических остаточных напряжений в антенне, возникающих при окончательном термоотверждении под давлением материалов и слоев антенны и дополнительно проявляющихся в формоизменении рабочей поверхности антенны при эксплуатации в условиях открытого космоса.The disadvantage of this method is the lack of accuracy of the parabolic inner working surface of the antenna relative to the initial accuracy of the working surface of the form, due to its change during heating of the form and technological residual stresses in the antenna that occur during the final heat setting under pressure of materials and antenna layers and additionally manifest in the shaping of the working surface of the antenna in open space.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления многослойного антенного рефлектора (патент РФ №2168820), включающий раздельное термоформование тыльной и отражающей обшивок, выполненных из слоев волокнистого наполнителя, на оправке, соединение тыльной и отражающей обшивок через сотозаполнитель и отверждение, при этом термоформование тыльной и отражающей обшивок, выполненных из слоев углеволокнистого наполнителя, предварительно пропитанного органическим связующим, ведут на промежуточной оправке под давлением, каждую из обшивок подвергают термоциклированию при температуре выше температуры термоформования без применения давления, затем отражающую обшивку устанавливают на финишную прецизионную оправку, после чего на отражающую обшивку через клеевой состав устанавливают сотозаполнитель, а поверхность сотозаполнителя через клеевой состав устанавливают тыльную обшивку, после чего обеспечивают полное прилегание отражающей обшивки к рабочей поверхности финишной прецизионной оправки с применением давления на тыльную обшивку и производят холодное отверждение многослойного антенного рефлектора при том же давлении. Описанный способ принят за прототип изобретения.The closest to the claimed method is a method of manufacturing a multilayer antenna reflector (RF patent №2168820), including separate thermoforming the back and reflective skins made from layers of fibrous filler on the mandrel, connecting the back and reflective skins through the filling and curing, while thermoforming the back and reflective skins made of layers of carbon fiber filler, pre-impregnated with an organic binder, lead to an intermediate mandrel under pressure, each Of the casings, thermocycling is performed at a temperature above the thermoforming temperature without applying pressure, then the reflective skin is installed on the finishing precision mandrel, then the honeycomb is installed on the reflective skin through the adhesive composition, and the back skin is installed through the adhesive composition, and then the reflective skin is installed trim to the working surface of the finishing precision mandrel using pressure on the rear trim and produce cold curing multilayer antenna reflector at the same pressure. The described method adopted for the prototype of the invention.
Недостатком этого способа изготовления является большая многоступенчатость технологии изготовления, что неизменно приводит к значительному разбросу термомеханических свойств материала, что в свою очередь усложняет задачу получения многослойных антенных рефлекторов с высокими требованиями к точности геометрических параметров рабочей поверхности в условиях эксплуатации.The disadvantage of this method of manufacturing is a large multi-stage manufacturing technology, which invariably leads to a significant variation in the thermomechanical properties of the material, which in turn complicates the task of obtaining multilayer antenna reflectors with high demands on the accuracy of the geometric parameters of the working surface under operating conditions.
Задачей настоящего изобретения является улучшение технологичности изготовления и повышение функциональной (в условиях открытого космоса) точности отражающих поверхностей многослойных антенных рефлекторов.The present invention is to improve the manufacturability and increase the functional (in open space) accuracy of the reflective surfaces of multilayer antenna reflectors.
При этом, основными составляющими функциональной точности отражающих поверхностей многослойных антенных рефлекторов, полученных по известным способам, являются:At the same time, the main components of the functional accuracy of the reflecting surfaces of multilayer antenna reflectors obtained by known methods are:
- погрешности формы рабочей поверхности оправки после изготовления,- errors in the shape of the working surface of the mandrel after manufacture,
- погрешности формы рабочей поверхности вследствие термодеформаций оправки при горячем отверждении рефлектора,- errors in the shape of the working surface due to thermal deformations of the mandrel during hot curing of the reflector,
- погрешности формы отражающей поверхности рефлектора вследствие технологических остаточных деформаций,- errors in the shape of the reflecting surface of the reflector due to technological residual deformations,
- погрешность формы отражающей поверхности вследствие термодеформаций рефлектора при его эксплуатации в составе бортовой антенны космического аппарата с учетом дополнительного проявления технологических остаточных напряжений.- the error in the shape of the reflecting surface due to thermal deformations of the reflector during its operation as part of the onboard antenna of the spacecraft taking into account the additional manifestation of technological residual stresses.
Решение поставленной технической задачи по изготовлению многослойного антенного рефлектора включающего термоформование тыльной и отражающей обшивок, выполненных из слоев волокнистого композиционного материала на оправке, соединение тыльной и отражающей обшивок осуществляется через сотозаполнитель с помощью пленочного клея и отверждения. При этом, в процессе изготовления рефлектора на оправке вакуумируют каждый выложенный слой включая сотовый заполнитель и пленочный клей и на всем протяжении цикла выкладки и вакуумировании слоев проводится подогрев прецизионной оправки.The solution of the technical problem for the manufacture of multilayer antenna reflector including thermoforming back and reflective skins made of layers of fibrous composite material on the mandrel, the connection of the back and reflective skins through the cell filler using film adhesive and curing. At the same time, in the process of manufacturing a reflector on the mandrel, each laid out layer, including honeycomb core and film adhesive, is evacuated and a precision mandrel is heated throughout the laying and vacuum cycle of the layers.
Способ изготовления многослойного антенного рефлектора осуществляют следующим образом.A method of manufacturing a multilayer antenna reflector is as follows.
1. Для формования рефлектора используют прецизионную металлическую оправку с возможностью подогрева во время всего цикла изготовления, выполненную из материала с коэффициентом линейного температурного расширения близким к характеристикам рефлектора, причем профиль оправки имеет минимальное отклонение от теоретического профиля. Поверхность оправки предварительно полируют.1. For forming a reflector, a precision metal mandrel with heating is possible during the entire manufacturing cycle, made of a material with a linear thermal expansion coefficient close to the characteristics of the reflector, and the mandrel profile has a minimum deviation from the theoretical profile. The surface of the mandrel is pre-polished.
2. На поверхность подогреваемой оправки наносят антиадгезионный состав.2. On the surface of the heated mandrel put anti-adhesive composition.
3. Выполняют раскрой волокнистого композиционного материала для изготовления многослойного антенного рефлектора.3. Perform cutting of a fibrous composite material for the manufacture of multilayer antenna reflector.
4. Выполняют раскрой и технологическую подготовку сотового заполнителя.4. Perform cutting and technological preparation of honeycomb core.
5. Осуществляют последовательную выкладку отражающей оболочки, пленочного клея, сотового заполнителя, тыльной оболочки, при этом, после выкладки каждого слоя выполняют сборку вакуумного мешка и вакуумирование элементов многослойного антенного рефлектора.5. Carry out a consistent layout of the reflective sheath, film adhesive, honeycomb core, back shell, while after laying each layer, the vacuum bag is assembled and the elements of the multilayer antenna reflector are evacuated.
6. Выложенный пакет рефлектора закрывают вакуумным мешком, обеспечивают вакуум в вакуумном мешке. Помещают в автоклав или термокамеру, проводят ступенчатый нагрев сборки до температуры полимеризации связующего и пленочного клея и выдерживают ее при этой температуре в течение времени, необходимого для полимеризации, поддерживая необходимое давление.6. The laid out package of the reflector is closed with a vacuum bag, vacuum is provided in a vacuum bag. Placed in an autoclave or heat chamber, conduct stepwise heating of the assembly to the polymerization temperature of the binder and film adhesive and maintain it at this temperature for the time required for polymerization, maintaining the necessary pressure.
7. Отключают вакуум, проводят демонтаж оснастки и снимают многослойный антенный рефлектор с оправки.7. Turn off the vacuum, carry out the dismantling of the equipment and remove the multilayer antenna reflector from the mandrel.
8. Проводят последующие технологические операции по изготовлению многослойного антенного рефлектора.8. Conduct subsequent technological operations for the manufacture of multilayer antenna reflector.
Положительный эффект достигается за счет обжатия каждого слоя на стадии выкладки материала на подогреваемую оправку, что позволило существенно улучшить качество выкладки материала и получаемую точность профиля многослойного антенного рефлектора, изготавливаемого предложенным способом.A positive effect is achieved due to the compression of each layer at the stage of laying out the material on a heated mandrel, which has significantly improved the quality of the material laid out and the resulting accuracy of the profile of a multilayer antenna reflector manufactured by the proposed method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108370A RU2686865C1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of manufacturing multilayer antenna reflector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108370A RU2686865C1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of manufacturing multilayer antenna reflector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686865C1 true RU2686865C1 (en) | 2019-05-06 |
Family
ID=66430369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108370A RU2686865C1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of manufacturing multilayer antenna reflector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686865C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223975U1 (en) * | 2023-12-15 | 2024-03-11 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | STEP PARABOLIC REFLECTOR |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789868A (en) * | 1984-09-27 | 1988-12-06 | Toyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Manufacture of parabolic antennas |
| RU2168820C1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский центр специальных технологий" | Method for manufacture of laminated antenna reflector |
| RU2560798C2 (en) * | 2013-08-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Fabrication of precision antenna reflector |
| RU2611594C1 (en) * | 2015-09-22 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Method of producing multilayer aerial reflector |
-
2018
- 2018-03-06 RU RU2018108370A patent/RU2686865C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789868A (en) * | 1984-09-27 | 1988-12-06 | Toyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Manufacture of parabolic antennas |
| RU2168820C1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский центр специальных технологий" | Method for manufacture of laminated antenna reflector |
| RU2560798C2 (en) * | 2013-08-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Fabrication of precision antenna reflector |
| RU2611594C1 (en) * | 2015-09-22 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Method of producing multilayer aerial reflector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223975U1 (en) * | 2023-12-15 | 2024-03-11 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | STEP PARABOLIC REFLECTOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8999096B2 (en) | Method for manufacturing a composite material curved part, and device for manufacturing a composite material curved part | |
| CN104690981B (en) | The accurate forming frock of aircraft composite and precisely moulding manufacture method | |
| CA2741486C (en) | Manufacturing method of a complex geometry panel in prepreg composite material | |
| CN104669594B (en) | Composite curved surface hot-press molding method based on multiple spot reconfigurable die | |
| US9457494B2 (en) | Method and apparatus for microwave and convection composite curing | |
| US10456951B2 (en) | Injection mould for manufacturing a rotary part made of a composite material having external flanges, in particular of a gas turbine casing | |
| JP6123753B2 (en) | Electromagnetic induction heating mold equipment for molding and vulcanization of rubber packing | |
| CN109407188B (en) | Preparation method of carbon fiber composite material reflector and related reflector | |
| CN106079389B (en) | Resinae plate multiple spot thermal forming device and method | |
| RU2560798C2 (en) | Fabrication of precision antenna reflector | |
| RU2686865C1 (en) | Method of manufacturing multilayer antenna reflector | |
| US20100295210A1 (en) | Method of producing a structural part made from a thermosetting resin by drawing | |
| CN112277209B (en) | Forming method for repairing process of fiber-wound engine shell body model | |
| CN107530988A (en) | Method and apparatus for forming composite component | |
| CN109624163A (en) | The method for improving composite material antenna reflective face surface smoothness | |
| CN107567381A (en) | The method for manufacturing composite component | |
| CN109435271B (en) | Forming method suitable for main bearing frame body of satellite laser radar frame | |
| RU2168820C1 (en) | Method for manufacture of laminated antenna reflector | |
| Wilson et al. | Infrared heating comes of age | |
| CN104500592A (en) | Pneumatic compression and curing method for self-lubricating bushing | |
| CN109352963A (en) | A kind of Aircraft Canopy Transparencies refractive power improvement and manufacturing process | |
| CN109910207A (en) | One kind is for being pressurized air bag in aircraft target ship stringer | |
| CN107187074A (en) | Reduce the method for the U-shaped product deformation of composite | |
| RU2722532C1 (en) | Method of making articles from composite materials | |
| JP2023035910A (en) | Composite forming apparatus, system and method |