[发明专利]一种仿生恒温天线外壳结构

说明书

本发明提供了一种仿生恒温天线外壳结构，包括表皮层、真皮层和骨架层，所述表皮层包括外壁板(1)和透波层(5)，所述外壁板(1)为维持气动外形薄壁金属结构，所述透波层(5)为耐高温透波非金属薄壁结构；所述真皮层包括侧壁板(2)，所述侧壁板(2)为高刚度空腔结构，整体热吹胀成型，内部胀型成仿照生物循环系统的空腔型结构，用于冷却液的流通；所述骨架层由底板(3)构成，所述底板(3)为轻质高刚度的仿生夹心结构，芯部是仿生夹心层，为仿生物骨骼点阵结构、仿深海海绵体的多孔结构或者仿蜂巢的蜂窝结构。本发明开发出集成多种生物结构特征的仿生结构形式天线外壳结构，一方面实现结构系统的承载/热控/装载多功能一体化；另一方面实现天线结构减重。

技术领域

本发明涉及一种飞行器机载天线结构，属于飞行器结构设计技术领域。

背景技术

随着飞行器速度的加快，飞行器外表面气动加热越来越显著，需要增加防热层来阻止热量进入飞行器。但是飞行器外表面的天线为了保证透波性能，表面不能增加防热层。因此天线外壳设计需要选用耐高温材料，并且天线的高温不能向飞行器内部传导。传统的天线外壳结构已经不适用于高速飞行器。需要设计出一种新型机载天线结构方案，来满足机载天线领域的迫切需求。随着飞行器速度的加快，飞行器外表面气动加热越来越显著，需要增加防热层来阻止热量进入飞行器。但是飞行器外表面的天线为了保证透波性能，表面不能增加厚重的防热层。因此天线外壳设计需要选用耐高温材料，必要情况下外表面还要敷设一层耐高温抗氧化透波材料，并且天线的高温不能向飞行器内部传导，在满足天线强度刚度的条件下尽量降低重量。针对高温环境，传统方案是在表面增加防热层，但是防热层越厚透波性能越差，传统天线外壳结构已经不再适用于高速飞行器。自然界中，动物的骨骼、鸟嘴等结构既有承载能力，同时又是生物体内部传输系统的载体。为了寻求更为合理的解决方案，需要向自然界进行学习，设计出一种新型机载天线结构方案，来满足机载天线领域的迫切需求。

发明内容

本发明需解决的技术问题在于提供一种耐热、隔热、轻质仿生天线外壳结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种仿生恒温天线外壳结构采取技术方案如下：

所述天线外壳结构包括表皮层、真皮层和骨架层，

所述表皮层包括外壁板和透波层，所述外壁板为维持气动外形薄壁金属结构，所述透波层为耐高温透波非金属薄壁结构；

所述真皮层包括侧壁板，所述侧壁板为空腔结构，整体热吹胀成型，内部胀型成仿照生物循环系统的空腔型结构，用于冷却液的流通；

所述骨架层起承载和连接作用，由底板构成，所述底板为轻质高刚度的仿生夹心结构，芯部是仿生夹心层，为仿生物骨骼点阵结构、仿深海海绵体的多孔结构或者仿蜂巢的蜂窝结构。

进一步地，所述外壁板和侧壁板分别成型，加热扩散连接到一起，或在所述侧壁板为平板状态时与所述外壁板连接在一起，再通过气胀成型；所述底板与所述侧壁板紧配合嵌套在一起或焊接在一起。

进一步地，所述透波层由耐高温抗氧化的陶瓷防热结构或者树脂类耐热结构构成；所述外壁板采用铝合金或者钛合金结构；所述侧壁板、底板采用金属结构，选用与外壁板相同的铝合金、钛合金材料，或者不同的金属材料。

进一步地，所述外壁板、侧壁板厚度范围为1mm至20mm；所述底板厚度范围为1mm至30mm，其中，所述仿生夹心层厚度1mm至30mm，夹心层两侧薄板厚度0.1mm至3mm。

进一步地，所述底板集成仿生循环系统，在所述侧壁板为平板状态时与所述外壁板和所述底板连接在一起，再通过气胀整体成型，所述侧壁板与底板循环系统的流通通道连通在一起。