[发明专利]一种超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板及其成形方法

说明书

本发明提出一种用于超大尺寸高精度单曲率反射面板的复合蜂窝夹层结构面板，这种复合蜂窝夹层结构面板包括三层硬铝板、两层铝蜂窝芯以及用于连接和支撑的型材骨架。总的实现过程为面板分块方案的确定、三层硬铝板的拼接和开缝方案的确定、遮挡的计算、面板的展开、钉高的计算、三层铝板、面板和型材骨架在高精度钉床上的定位、工作板实体模具的制造、型材骨架预拉成形、蜂窝芯开槽、钉床的调节、逐层铺设夹层结构面板并在真空负压下胶结成形。本发明面向工程应用，可有效提高超大尺寸单曲率反射面板的成形刚度及型面精度稳定性，实现了适用于柱面近场的超大尺寸单曲率高精度、大刚度、轻重量的反射面板的制造目标。

技术领域：

本发明提出一种用于超大尺寸单曲率高精度面板的复合蜂窝夹层结构面板，具体涉及一种柱面近场超大尺寸高精度面板的复合蜂窝夹层结构面板，属于机械工程领域。

背景技术：

近场是实现全比目标特性RCS测量的必要装备，而随着卫星通讯技术、航空航天隐身和反隐身技术的高速发展，对大型近场的需求及性能要求越来越高，反射面作为建造大型近场的基础和关键，正不断向着更大面积和更高精度的方向发展，而提高构成反射面的超大尺寸单曲率反射面板的结构刚度及型面精度稳定性等成形技术难题成为建造大型近场亟需突破的关键。

柱面近场反射面测量系统可以实现全比例大尺度结构的精确测量，其优点是可用较低成本实现较大的接收面积，但基于现有的纯蜂窝夹层结构面板(如图1所示)来制造超大尺寸单曲率反射面板，在成形刚度、型面精度稳定性等方面存在一定的不足，本发明研究柱面近场超大尺寸高精度面板夹层结构面板形式及优化问题，在反射面板纯蜂窝夹层结构面板的基础上，提出一种基于型材骨架的复合蜂窝夹层结构面板(如图2所示)，有效提高超大尺寸单曲率反射面板的成形刚度及型面精度稳定性，对建造超大尺寸高精度面板具有重要的现实意义。

本专利申请中涉及的蜂窝夹层结构面板是由三层硬铝板、两层蜂窝、板芯胶及型材骨架组成，通过在模具上逐层铺设，采用真空袋密封形成负压，待胶结固化后形成复合蜂窝夹层结构面板高精度反射面板(下文统称复合夹层结构面板)，成形方式如图1所示。

另经申请人在研究与实验过程中所了解，现有纯蜂窝夹层结构面板应用于超大尺寸单曲率反射面板制造时主要存在以下问题：

1、单曲率反射面板刚度小于同尺寸同曲率双曲反射面板的刚度，而由于铝板板料尺寸限制，单块大尺寸面板采用拼接技术制造，拼接的通缝会大幅降低面板的制造刚度，型面精度稳定性差。

2、以前制造的高精度反射面板，为对面板进行应力释放及提高面板制造过程中的贴模度而对三层硬铝板采用了开缝应力释放技术，进一步破坏了三层硬铝板的整体性，也会造成面板刚度和型面精度稳定性的降低。

3、反射面板尺寸变大、重量增加，基于现有的纯蜂窝夹层结构面板的单曲率反射面板在挂装条件下型面精度稳定性较差，从而影响整个测量系统的性能。

因此，只利用纯蜂窝夹层结构面板来制造单曲反射面板已不能满足超大尺寸柱面近场高精度反射面的设计要求，需要使用一种新的基于型材骨架的复合蜂窝夹层结构面板来提高超大尺寸单曲率高精度反射面的刚度及型面精度稳定性。

发明内容：

1、目的：本发明的目的是提出一种适用于超大尺寸单曲率高精度面板的复合蜂窝夹层结构面板，使单块高精度反射面的刚度及型面精度稳定性都在电气设计要求的范围内，进而实现柱面近场超大尺寸反射面的高精度和良好的电气性能的设计目标。该复合蜂窝夹层结构面板是指通过在超大尺寸单曲率反射面的蜂窝夹层结构面板的蜂窝芯中添加型材骨架，对拼接及开缝后的面板起到一定的连接和支撑作用，从而提高超大尺寸单曲率面板的刚度及型面精度稳定性。

本申请主要解决复合夹层结构面板高精度反射面板制造和型材骨架预成形及定位等方面的问题，从工程应用的角度考虑，希望利用较少的型材骨架，通过优化调整型材骨架的位置和数量，提高超大尺寸单曲率高精度反射面板的刚度。