圆锥与抛物面天线的风荷载及变形特性分析.pdfVIP

蔓±旦全璺丝塑垦三堡堂垄垒垫堕塞叁 圆锥和抛物面天线的风荷载及变形特性分析 周瑞兴上官云信高永卫解亚军肖春生都忠祥 西北工业大学西安 邮编710072 摘要 筒述了研究霄迭天线风荷载和变形特性所用的剥试仪器，测试方法及数据赴理． 给出了抛物面及圆锥形两种雷达天线的主要研究结果，结果表明对于所研究的构形四锥天 线的阻力和方位力矩系数分别为圊抛物面无缦的l34倍和4．o倍，而最大弹性变形量却仅 为圆抛轫面天线的75％．文中对上进两种雷达天线空然不同的风荷羲及变形特性作了初步分 析． 关键词： 天线风荷载风洞剥力 变形特性 一、引言 雷达天线在民用和军事上都大有用武之地，由于它总是在露天环境下工作，必然会受 到风荷载的作用，风荷载是天线各种载荷中主要的载荷之一：。“．它是天线强度、刚度计 算和驱动电机功率选择必须考虑的重要因素。作用在天线上的风荷载将会使天线的反射体 及其它部件产生不同程度的变形．当变形达到一定的程度就会使天线电磁波的反射散乱， 指向误差增大，方向图产生畸变．这就会降低天线按预期目标正确执行任务的能力。由此 可见，对天线的风荷载及变形特性的研究是具有实用价值的。 虽然天线的风荷载可以通过理论计算获得，但因用途不同，天线型式多种多样。它的 结构形状复杂，难以作到准确的数字模拟。迄今为止，人们普遍认为天线模型的风洞实验 是获得可靠的天线风茼载的最有效的方法。本文借助风洞试验对圆抛物面和圆锥形两种雷 达天线的风力及变形特性作了初步的研究。 二、模型实验 1实验设备 本次实验研究是在西北工业太学翼型．叶栅空气动力学国防科技重点实验室NF_3风 洞三元实验段完成的，它的尺寸为2．5m×3．5卅×12Ⅲ，空风洞最大风速为90聊／j， 紊流度为O008。 测力实验采用西=58杆式六分量内式天平．测试精度为O．00055。测力实验数据采集 由8400电子扫描阀完成，扫描速度5万点／秒，测力精度为干分之一。 m搠的 测量变形用的位移传感器包括一只测量范围为20m研的测量精度为O．00l 。 Gc口-20光栅式测微传感器和一台Gs8320A数显表。数显表的分辨率为0．5册 实验模型包括圆抛物面天线(以符号B表示)，直径d=l_05Ⅲ，外圆面积s=0．865m2 (图1)以及圆锥天线(以符号C表示)，其负反射体为65。半顶角的圆锥(图2)．两者 的主反射体、直径d和外圆面积J相同．上述两种模型均是由同一种的夹心复合材料制成， 193 第十届全田结构风工程学术会议论文集 J，l朋． 主、负反射体的蘩皮厚度占都为1。0 一 芦＼ 。照， ～3汐一 蓼 f科【哨抛物lAl讲逃无缱小皂… 吲2锄镭前进最擅示意时 2．天线删力实验 将天线安装在风洞支架上(吲3)，实验时由8400电子扫描喇系统采集犬线，i分量信 号．实验的俯仰角d=O。、30。、60。．方位角卢=O。 ～180。。实验风速矿：20、30、40、55mh，基于天线 4×lOo、 直{：季：的雷诺数Re分别为L o。 8×10o、3．85×LO 2 1×lO。、2 图3示山了天线的体轴坐标系与体轴系中风荷载各 分龉的对成天系。各风力矩均是相对天线主反射面顶点 ()(图3)给山的体轴系的结果，而再风力系数则经过 坐}示转换为风轴系的结聚。对天线洲力结