CN109596010B - 一种可拆装多瓣式舱段对接防热结构 - Google Patents

Abstract

一种可拆装多瓣式舱段对接防热结构，待对接两个舱段的对接框径向连接，径向连接处的外圈安装多瓣式防热环，所述的多瓣式防热环与上述对接两个舱段的外防热结构间隙配合。本发明针对有重复拆装要求的舱段之间的对接结构，提出对接处采用便于拆装的多瓣式防热环进行对接部位的防热——即舱段对接仍沿用沉头螺钉径向对接形式，只是在对接后采用螺接的方式安装多瓣式防热环，该多瓣式防热环将所有的对接螺钉及对接部位遮盖，起到热防护作用，并且可重复拆装，操作简便，满足快速维修反应要求。

Description

一种可拆装多瓣式舱段对接防热结构

技术领域

本发明属于防热结构设计领域。该发明是一种适用于高超声速飞行器舱段间对接处的局部防热结构，该可拆装多瓣式舱段对接防热结构实现了快速安装分解舱段的操作工作，简化传统战术武器舱段之间的对接防热结构处理，不仅可以实现防隔热功能，还能满足部队要求的快速维修反应时间。该多瓣式舱段对接防热结构可应用于各类高超声速飞行器舱段对接结构的防热设计。

背景技术

高超声速飞行器根据结构布局及装配需求，整体结构一般会分解为多个舱段对接而成，而各个舱段由于飞行环境及施工工艺不同，均有各自独特的防热材料及结构，因此舱段间的对接部位需要单独设计局部防热结构，实现舱段间的防热结构过渡，并能方便拆装。因此舱段间的对接结构必须具有耐气流烧蚀和冲刷、便于快速拆装的功能，对该结构安装及过渡处理十分关键。

目前大部分大型战术飞行器舱段之间的对接均采用沉头螺钉径向连接，对接后需要在螺钉头部刮涂一定厚度的防热材料对螺钉进行防热，待防热材料固化后，产品才具备使用条件。该种方案在总装及拆卸时十分不方便，需要对每个螺钉进行细致处理并需要一定固化时间，效率非常低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种适用于高超声速飞行器舱段间对接处的局部防热结构。

本发明的技术解决方案是：一种可拆装多瓣式舱段对接防热结构，待对接两个舱段的对接框径向连接，径向连接处的外圈安装多瓣式防热环，所述的多瓣式防热环与上述对接两个舱段的外防热结构间隙配合。

优选的，在所述间隙内通过涂胶进行密封。

优选的，所述的多瓣式防热环根据所处位置为执行段多瓣式防热环或者非执行段多瓣式防热环；所述的非执行段多瓣式防热环为由多瓣厚度均匀且外径不超过对接前舱段外径包络的对接形成的圆环结构；所述的执行段多瓣式防热环在非执行段多瓣式防热环基础上，增加与对接前后舱段执行机构外形包络随型结构。

优选的，两个舱段的对接框之间通过螺钉固定；径向连接处于内部的舱段对接框上设置一圈限位面，保证前后两舱的对接孔对正。

优选的，所述的多瓣式防热环的材质选用使用温度大于飞行中结构表面最大温度且膨胀系数小于0.6×10^-6℃^-1的防隔热材料。

优选的，每瓣防热环之间的连接采用斜坡式进行搭接。

优选的，对接框之间通过沉头螺钉进行连接，沉头螺钉上端面与对接框外表面齐平。

优选的，多瓣式防热环与对接框之间通过沉头螺钉进行连接，螺钉的连接螺纹缝隙以及沉头螺钉头部涂抹防热胶。

优选的，所述的间隙配合处的间隙不大于1mm。

优选的，当对接框外径小于500mm时，多瓣式防热环最优采用2-3瓣结构组成；

当对接框外径500mm-800mm时，多瓣式防热环最优采用4瓣结构组成；

当对接框外径大于800mm时，多瓣式防热环最优采用4瓣以上结构组成。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)传统舱段对接框外防热均采用与舱段防热的一体化设计，不便于两舱的对接安装及分解拆卸，操作效率低。本发明针对有重复拆装要求的舱段之间的对接结构，提出对接处采用便于拆装的多瓣式防热环进行对接部位的防热——即舱段对接仍沿用沉头螺钉径向对接形式，只是在对接后采用螺接的方式安装多瓣式防热环，该多瓣式防热环将所有的对接螺钉及对接部位遮盖，起到热防护作用，并且可重复拆装，操作简便，满足快速维修反应要求。提高武器系统的快速反应能力，使其更加符合现代化作战的使用需求。

(2)本发明采用多瓣式防热环结构，可根据飞行器各个舱段间的结构外形，使对接部位外表面均匀过渡。且该结构及材料还具有良好的隔热、耐气流烧蚀和冲刷性能，起到热防护作用，保证对接框温度要求及可靠性使用性能。

本发明多瓣式防热环结构方案，通过防热试验考核，并参加了多次某型号飞行试验，已经成功应用到某大型空军型号。经地面及飞行试验考核，该方案设计能够实现舱段对接部分的热防护功能，并通过总装实际操作检验，能够满足快速拆装要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的安装效果示意图；

图3为本发明执行段多瓣式防热环三维结构示意图；

图4为本发明非执行段多瓣式防热环三维结构示意图；

1多瓣式防热环、2对接框、3沉头螺钉、4硅橡胶。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明作详细说明。

高超声速飞行器舱段间对接处的多瓣式防热环结构，根据所在对接舱段的不同分为两大类，执行机构段和非执行机构段，其中执行机构段气动外形较为复杂，因此多瓣式防热环结构外形也要随其曲面进行过渡设计。但多瓣式防热环不论结构外形是否复杂，其结构均由多瓣式防热环1、对接框2、沉头螺钉3、硅橡胶4组成，其结构组成及安装示意如图1所示。

舱段之间的对接框2通过沉头螺钉径向连接，对接框上加工有连接螺纹，多瓣式防热环1安装于对接框上表面，当对接框外径小于500mm时，多瓣式防热环最优采用2-3瓣结构组成；当对接框外径500mm-800mm时，多瓣式防热环最优采用4瓣结构组成；当对接框外径大于800mm时，多瓣式防热环最优采用4瓣以上结构组成。多瓣式防热环1材料选用使用温度大于飞行中结构表面最大温度且膨胀系数小于0.6×10^-6℃^-1的防隔热材料，例如石英/酚醛，每瓣防热环1之间的连接采用斜坡式进行搭接，并通过5个M6沉头螺钉3固定在舱段的对接框2上，多瓣式防热环1将所有的对接螺钉遮盖。径向连接处于内部的舱段对接框上设置一圈限位面，保证前后两舱的对接孔对正。由于多瓣式防热环1之间存在周向及径向缝隙，且固定的沉头螺钉不承载，因此仅需在各个缝隙之间及沉头螺钉头部涂抹少量硅橡胶防热即可，其中在多瓣式防热环1在安装后，要保证所有周向及径向缝隙不大于1mm，沉头螺钉头部下沉量不大于1mm。执行机构段和非执行机构段的多瓣式防热环1的结构外形如图2所示。

根据飞行器各个舱段间的结构外形，使对接部位均匀过渡；多瓣式防热环根据所处位置为执行段多瓣式防热环(图3)或者非执行段多瓣式防热环(图4)；所述的非执行段多瓣式防热环为由多瓣厚度均匀且外径不超过对接前舱段外径包络的对接形成的圆环结构；所述的执行段多瓣式防热环在非执行段多瓣式防热环基础上，增加与对接前后舱段执行机构外形包络随型结构。防热环的厚度最小4mm。

多瓣式防热环结构的热防护效果是否满足使用要求，通过电弧风洞试验进行考核验证。选取执行机构段和非执行机构段局部结构进行试验件设计。

根据试验结果表明，烧蚀后除表漆结痂掉块，多瓣式防热环2与其他防热结构完整无裂纹，缝隙无开裂现象，交界处粘接良好。对接部位的金属背壁最高温升为204℃，小于材料使用温度350℃，说明该多瓣式防热环2结构设计合理可行。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：待对接两个舱段的对接框径向连接，径向连接处的外圈安装多瓣式防热环，所述的多瓣式防热环与上述待 对接两个舱段的外防热结构间隙配合；在所述间隙内通过涂胶进行密封；所述的间隙配合处的间隙不大于1mm；所述的多瓣式防热环根据所处位置为执行段多瓣式防热环或者非执行段多瓣式防热环；所述的非执行段多瓣式防热环为由多瓣厚度均匀且外径不超过对接前舱段外径包络的对接形成的圆环结构；所述的执行段多瓣式防热环在非执行段多瓣式防热环基础上，增加与对接前后舱段执行机构外形包络随型结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：两个舱段的对接框之间通过螺钉固定；径向连接处于内部的舱段对接框上设置一圈限位面，保证前后两舱的对接孔对正。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：所述的多瓣式防热环的材质选用使用温度大于飞行中结构表面最大温度且膨胀系数小于0.6×10^-6℃^-1的防隔热材料。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：每瓣防热环之间的连接采用斜坡式进行搭接。

5.根据权利要求2所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：对接框之间通过沉头螺钉进行连接，沉头螺钉上端面与对接框外表面齐平。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：多瓣式防热环与对接框之间通过沉头螺钉进行连接，螺钉的连接螺纹缝隙以及沉头螺钉头部涂抹防热胶。

7.根据权利要求1所述的一种适用于高超声速飞行器的可拆装多瓣式舱段对接防热结构，其特征在于：当对接框外径小于500mm时，多瓣式防热环采用2-3瓣结构组成；当对接框外径500mm-800mm时，多瓣式防热环采用4瓣结构组成；当对接框外径大于800mm时，多瓣式防热环采用4瓣以上结构组成。

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