Installation of a radiometer in an aircraft

Abstract

Diplomityön tehtävänantona oli suunnitella 1,4 GHz:n radiometrin antennin mekaniikka sekä sen kiinnitys Short Skyvan-merkkiseen, commuter-luokan lentokoneeseen. Antennin sijoituspaikaksi oli määrätty lentokoneen matkustamon alapuoli. Diplomityöhön tuli myös sisällyttää antenniasennuksen lujuus- ja jäykkyystarkastelut, joilla todetaan täyttävän sille asetetut vaatimukset.

Radiometrin antennissa on 36 kpl piirilevyistä muodostuvaa vastaanotinyksikköä. Vastaanotinyksikön koko on 150 mm x 150 mm ja korkeus 40 mm. Antennissa niiden geometria on U-muotoinen. Sakarat ovat suoria ja niissä jokaisessa on 12 vastaanotinyksikköä. Tästä johtuen antennin äärimitoiksi tulevat: pituus 1950 mm ja leveys 1800 mm.

Neljä vastaanotinyksikköä on yhdistetty mekaanisesti toiminnalliseksi kokonaisuudeksi, vastaanotinkoteloksi. Sen päälle kiinnitetään jakoyksikkö, jossa on neljän vastaanotinyksikön tarvitsemaa yhteistä elektroniikkaa. Vastaanotinkotelot sijaitsevat antennin tukirakenteen alapuolella. Tukirakenteen muodostavat hiilikuitupalkit, joiden kylkiin on kiinnitetty alumiiniset korvakkeet vastaanotinkoteloiden kiinnittämistä ja antennin lentokoneeseen kiinnittämistä varten.

Virtausohjain pienentää antenniin syntyvää aerodynaamista voimaa, vähentää sen vaikutusta lentokoneen aerodynaamisiin ominaisuuksiin sekä suojaa antennissa olevaa elektroniikkaa ja johdotusta. Se kiinnitetään antennin sakaroiden sivuille. Sen materiaali on alumiinia.

Lentokoneeseen asennettiin kolme kiinnityspistettä, joihin antenni kiinnitetään nivelellisesti silmukkapäätteillä. Antennin paino on 71 kg sisältäen virtausohjaimen.

Antennissa oleville vastaanotinyksiköille on sallittu pienet siirtymä- ja kiertymävirheet. Suoritetuissa jäykkyystarkasteluissa todettiin, että antenniin syntyvät geometriset poikkeamat ovat 15 % sallituista poikkeamista.

Antennin rakenteeseen syntyviä normaalijännityksiä, tukirakenteen nurkissa vallitsevia vääntömomentteja, sekä antennin ja lentokoneen välisiin kiinnityspisteisiin syntyviä rasituksia tarkasteltiin rakenneanalyysiohjelmalla. Rakenneyksityiskohtien todettiin täyttävän FAR 23 lentokelpoisuusvaatimukset.