雷達罩:飛機雷達的“防護鏡”

張建軍

雷達罩是飛機的重要部件，自從美國西方電氣公司生產的S波段雷達罩裝于B-18A飛機上以來，所有安裝雷達的飛機都使用雷達罩。一般來說，雷達罩位于飛機的頭部或背部，如戰斗機機頭的錐形雷達罩、預警機背馱的轉盤式雷達罩、運輸機的半球形雷達罩和民用飛機機頭的“鼻”形雷達罩等。

如果把雷達比作飛機的“眼睛”，那么雷達罩就是保護飛機“眼睛”安全的“防護鏡”。雷達罩的主要功能是在不影響雷達探測性能的前提下，保護罩內的雷達系統不受外力損傷或破壞。此外，作為飛機外形的組成部分，雷達罩還起著維持整機氣動外形的作用。

復合材料殼體

從結構上來說，雷達罩主要包括殼體、防雷擊系統、防靜電及雨蝕系統等。

在影響雷達罩性能的相關因素中，殼體材料的影響比較大。目前，世界上大多數飛機的雷達罩都使用復合材料殼體。隨著各種高性能雷達的應用，現代民用飛機對雷達罩殼體在飛機起降和空中飛行過程中不同工作環境下所具有的力學性能、耐熱性能、電磁性能和機械性能等要求也在不斷提高。因此，各項性能優異的復合材料成為最佳選擇。

雷達罩殼體所使用的材料主要包括樹脂基體、增強材料和夾芯等防靜電、防腐蝕、防雷擊材料。制造雷達罩的基體材料主要是改性環氧樹脂。改性環氧樹脂基體具有良好的力學性能、介電性能和耐熱性能。

雷達罩殼體夾層結構主要有泡沫夾層結構和蜂窩夾層結構兩種。相比而言，泡沫的力學性能是各向同性，而蜂窩是各向異性。在復雜的受力狀態下，泡沫夾層結構比蜂窩夾層結構更能滿足結構和強度的要求。另外，在使用過程中，因為泡沫是閉孔結構，水和水汽不能進入夾芯內部，與開孔的蜂窩結構相比，具有較低的吸水率，降低了維護檢查成本。我國大型客機C919的雷達罩就采用了國際領先的泡沫夾層結構。

防雷擊系統

復合材料殼體不導電，不能承受雷電所產生的高應力，容易引起雷電進入結構內部。因此，在雷達罩表面上有一圈呈輻射狀突出的金屬條，它與機體之間有良好的電搭接，提供雷電附著點，使雷擊電流能通過分流條迅速傳到金屬機身，釋放能量，達到保護雷達罩體的作用，這就是防雷擊分流條。

分流條不是隨意安裝的，其長度在順航向上必須超過雷達掃描包絡面的最前端，分流條之間的間距要經過精確的計算。C919飛機雷達罩采用的是鋁質防雷擊分流條，它對電磁波的反射小，對雷達罩的透波性能影響不大，具有很好的防雷電性能。

防靜電及雨蝕系統

在飛機飛行過程中，雷達罩受到高速氣流及大氣電離層的影響， 其表面易產生靜電。當靜電聚集到一定程度，會引起放電，對電子設備產生干擾，影響電波傳輸。而長期風沙雨雪的侵蝕，會使雷達罩的結構性能和電性能下降，因此在雷達罩外表面會噴上底層、抗 雨蝕涂層和抗靜電涂層三層防護涂層。

其中，底層涂料與罩體材料之間應有很好的附著力；抗雨蝕涂層應有很好的彈性，可以起到抗沖蝕的作用；抗靜電涂層應有一定的導電能力，可以避免天線罩體上靜電的積累，從而實現對雷達罩的綜合防護。