聚苯硫醚塑料（PPS）是工程塑料的一种，它具有密度小、硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良、耐化学腐蚀性强等特点。经玻璃纤维改性的PPS，可以用来制作高强度、耐高温、绝缘的各种高性能要求的航空业用器件。机载光电载荷由稳定转塔和操纵控制器两部分组成。其中稳定转塔包括典型两框架稳定平台和传感器2个组件。

　　传统的光电侦察设备都采用铝作为稳定转塔的主要材料，一般采用减少壁厚、增加加强筋等办法来减轻重量，然而当体积不能再减少时，而又需要继续减重时，就必须寻找更轻型的材料。为了验证PPS是否能够满足机载光电的强度要求，现对PPS制成的重要结构件叉进行有限元分析。

根据机载光电侦察设备的实际应用情况，首先，计算该稳定平台所承受的风阻Ｆ，具体计算如下：      Ｆ＝CZρSV²

其中：Ｆ为风阻力，CZ为平台气动外形系数，Ｓ为平台截面积，ρ为大气密度，Ｖ为风速（载机飞行速度）。稳定平台外形可近似为球住体，取气动外形系数CZ为1。假设某型平台的截面积Ｓ＝2.0×10ｍ²，地表大气密度

ρ＝1.25ｋｇ／m³，载机巡航速度为120km/h，即Vm＝33.3m/s，则平台的风阻力为Ｆ＝CZρSV²＝1×2.0×10-2×1.25×33.32≈27.72Ｎ

其次，将模型进行简化，删去不重要的孔以及倒角，避免网格化分和计算时间过长，将式（1）计算得到的风阻施加在已经简化后的叉模型上。

　　ANSYS计算结果显示：最大应力值出现在叉顶部的６个约束孔处，最大应力为16MPa。PPS的最大拉伸强度为183 MPa，安全系为11.４，完全可以满足使用要求。

该材料在实际应用中表现出的良好特性有以下几个方面：采用PPS聚苯硫醚替代铸铝材料，塑压生产叉、球壳等原有光电设备常用的铸造件，可使铸件重量从1.5ｋｇ下降到1Kg，共减重0.5 Kg。采用PPS的精密注塑，一次成型，精度高，无需二次机械加工，产品外观细腻、精巧，是精密铸铝所不能相比的，应用前景广阔。采用PPS塑压成型，只需在前期投入模具费用即可，后期只需支付少量的材料费用，一次成型，不需要机械加工。因此，该材料的应用可省去大量的机械加工费用，适用于批量生产，大大降低了生产成本。生产周期短，只需7～15ｄ即可完成一个周期的生产。采用PPS材质装配出的产品外观细腻、曲面造型美观。

鉴于PPS是首次大范围应用在光电稳定平台上，对于该材料的特性还不是很熟悉。该材料在实际应用中存在的问题有以下几个方面：在零件的设计过程中，尽量在尺寸跨度较大的地方设计加强筋，如图４所示；合理设置的加强筋可以在增加零件刚度的同时，改善塑料熔体的填充状态，并且还能够平衡零件的冷却速率，有效的减小零件的翘曲变形。叉作为关键的受力零件，对主要的受力和要求精度较高的部位可以局部使用金属加强，如图5所示。在该零件成型之前，将两个金属加强环预埋在相应位置，当注塑机将PPS压入模具后，PPS与金属加强环就能紧密地结合在一起。

　　零件成型后尺寸稳定性较金属材料稍差、变形不均匀、一致性不好等。针对此情况，在实际应用过程中将零件的生产和机械装调两个方面进行了工艺改进。在零件成型的过程中，首先严格控制模温和保压压力，以确保零件外观细腻、均匀。模具温度必须控制在的塑料的玻璃化温度或热变形温度之下，适当的提高模具温度能够减小注塑成型过程中冷凝层的厚度，有利于模具内的压力传递，改善零件的质量。保压压力对零件的最终尺寸大小和外观质量具有重要的影响，如果没有保压压力，塑料零件的体积收缩最高可达到25％。保压压力是指模具型腔充满后，对型腔内熔体进一步压实和补缩所施加的压力。在一定范围内翘曲变形量随着保压压力的提高呈现逐渐减小的趋势，但当保压压力过高时，翘曲变形量反而有所增加，另外，过高的保压压力还有可能造成脱模不畅。其次零件脱模后，立即用专用工装将叉和

中球壳两个零件固定好，并在空气中缓慢冷却，保持24小时而后取出专用工装。

 将多个批次的注塑零件进行尺寸筛远，对于在加工过程中仍无法彻底解决的尺寸不一致问题，可以在装配过程中采用加调整垫片的方法进行弥补。

 PPS工程塑料目前已应用在我公司某型光电载荷上，在振动、冲击、高低温、电磁兼容等试验方面表现良好。该设备交付客户使用已经将近4a，并未表现出任何因大量使用PPS工程塑料而引起的问题。上述案例为机载光电设备在日后的材料选择上提供了强有力的借鉴意义。