CN111114746A

CN111114746A - 蒙皮结构

Info

Publication number: CN111114746A
Application number: CN201911332990.8A
Authority: CN
Inventors: 杨晓东; 金亮; 罗俊航; 马寅魏; 郭威; 刘海涛
Original assignee: Beijing Kongtian Technology Research Institute
Current assignee: Beijing Kongtian Technology Research Institute
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明提供了一种蒙皮结构，其包括第一壁板和第二壁板，其中，第一壁板具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面上凹设有多个间隔设置第一容置槽，第二表面对应于相邻两第一容置槽之间的位置凹设有第二容置槽，第二容置槽内容置有隔热层；第二壁板盖设于第一表面上并与第一表面密封连接，且第二壁板与各第一容置槽之间形成多个密闭的真空隔热腔。本发明的蒙皮结构，通过设置真空隔热腔和隔热层，有效降低了第二壁板与第一壁板之间热量的传递，有效保证了隔热效果，无需增加厚度，且能够重复使用。

Description

蒙皮结构

技术领域

本发明涉及飞行器结构技术领域，特别涉及一种蒙皮结构。

背景技术

在高速飞行条件下，飞行器表面气动加热严重，为了保证机体结构及舱内设备的正常工作，需采用防/隔热结构来阻隔热量的传导。

随着飞行器航速提高和航时加长，对防/隔热结构的轻量化以及装油空间提出了更高的要求，但是，长时高速飞行带来气动加热更加显著，如果采用已有的防/隔热方案，则需要更厚的防隔热层，而更厚的防隔热层会导致防/隔热结构的重量增加以及装油空间的减小；另外，可重复使用飞行器除对防/隔热结构轻量化以及装油空间提出了更高的要求外，还提出了可重复使用要求，但是现阶段常用防/隔热结构均不能满足。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够无需增加厚度也能确保隔热效果且能重复使用的蒙皮结构。

为达到上述目的，本发明提供了一种蒙皮结构，其包括：

第一壁板，其具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面上凹设有多个间隔设置第一容置槽，所述第二表面对应于相邻两所述第一容置槽之间的位置凹设有第二容置槽，所述第二容置槽内容置有隔热层；

第二壁板，其盖设于所述第一表面上并与所述第一表面密封连接，且所述第二壁板与各所述第一容置槽之间形成多个密闭的真空隔热腔。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第一容置槽的底壁设有与外部连通的抽真空孔，所述抽真空孔内密封连接有阀门。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第一容置槽内容置有至少一层反射层。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第一容置槽的底壁上形成有至少一个朝向所述容置腔的内部凸出的凸出部。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第二壁板上形成有至少一个朝向所述容置腔的内部凹陷的凹陷部。

如上所述的蒙皮结构，其中，多个所述第一容置槽并排设置，且所述第一容置槽为通槽，所述第一壁板的沿所述第一容置槽的延伸方向的两侧面分别连接有盖板，所述第一容置槽、所述第二壁板和两所述盖板围合形成所述真空隔热腔。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第一壁板和所述第二壁板为金属板。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述隔热层为填充于所述第二容置槽内的气凝胶层。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述隔热层为填充于所述第二容置槽内的柔性隔热毡层。

如上所述的蒙皮结构，其中，所述第一容置槽还容置有多根间隔设置的立柱，所述立柱的第一端与所述第一容置槽的底壁相接。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的蒙皮结构，通过设置真空隔热腔和隔热层，有效降低了第二壁板与第一壁板之间的对流换热以及导热率，有效保证了隔热效果，无需增加厚度，且能够重复使用；

本发明的蒙皮结构，通过在真空隔热腔内设置反射层，有效降低了第一壁板和第二壁板间的辐射换热，从而使得该蒙皮结构的综合导热系数相对现有防/隔热结构方案降低一个数量级；

本发明的蒙皮结构，通过设置抽真空孔，使得真空隔热腔能够长时间保持真空状态，以确保蒙皮结构的隔热性；

本发明的蒙皮结构，第一壁板和第二壁板采用金属板，抗冲刷性能，可重复使用性能优越；

本发明的蒙皮结构，通过设置凸出部和凹陷部，有效减小了第一壁板和第二壁板在高温情况下的热应力。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的蒙皮结构的结构示意图；

图2是图1的仰视结构示意图；

图3是本发明的蒙皮结构的另一种结构示意图；

图4是本发明的蒙皮结构的又一种的结构示意图。

附图标号说明：

100、第一壁板；

110、第一容置槽；111、抽真空孔；112、凸出部；

120、第二容置槽；

200、第二壁板；210、凹陷部；

300、隔热层；

400、反射层；

500、盖板；

600、立柱。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明提供了一种蒙皮结构，其包括第一壁板100和第二壁板200，具体的，第一壁板100和第二壁板200均大体呈平板状，且第一壁板100和第二壁板200的厚度可以根据实际使用需求进行调整，其中：

第一壁板100具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面上凹设有多个间隔设置第一容置槽110，优选的，多个第一容置槽110均布，第二表面对应于相邻两第一容置槽110之间的位置凹设有第二容置槽120，即多个第一容置槽110和多个第二容置槽120交错设置，且第一容置槽110的容积大于第二容置槽120的容积，第二容置槽120内容置有隔热层300，且隔热层300能起到隔热作用，具体的，隔热层300粘结于第二容置槽120内；

第二壁板200盖设于第一表面上并与第一表面密封连接，且第二壁板200与各第一容置槽110之间形成多个密闭的真空隔热腔，具体的，第二壁板200与第一容置槽110的槽口和第二容置槽120的外底壁相接，以使得第一容置槽110被第二壁板200封闭形成密闭的真空隔热腔，且第二容置槽120的外底壁能够增加第二壁板200与第一壁板100之间的连接强度，以确保第一壁板100与第二壁板200之间连接的可靠性，在本实施例中，第二壁板200与第一容置槽110的槽口的周边和第二容置槽120的外底壁焊接，当然，第二壁板200与第一表面之间可以采用其他能够确保真空容置腔气密性的方式相接，且真空隔热腔的深度为10mm，真空隔热腔内的压力小于1Pa，以能够有效降低热量的传递，当然，真空隔热腔内的压力可以根据实际使用情况进行调整，并且通过设置的隔热层300，有效减少了第二壁板200与第二容置槽120的底壁之间的热量传递，即有效降低了第二壁板200与第一壁板100之间热量的传递。

在使用时，将第一壁板100作为蒙皮结构的连接面，第二壁板200作为蒙皮结构的外表面，使第一壁板100的第二表面与飞行器表面相接即可，具体连接操作为现有技术，在此不再赘述。

本发明的蒙皮结构，通过设置真空隔热腔和隔热层300，有效降低了第二壁板200与第一壁板100之间的对流换热以及导热率，有效保证了隔热效果，无需增加厚度，且能够重复使用。

进一步，如图1和图2所示，多个第一容置槽110并排设置，且第一容置槽110为通槽，第一壁板100的沿第一容置槽110的延伸方向的两侧面分别连接有盖板500，即两盖板500分别封闭多个第一容置槽110的两敞开端，第一容置槽110、第二壁板200和两盖板500围合形成真空隔热腔，即第一壁板100、第二壁板200和盖板500相接后形成多个真空隔热腔，且第一壁板100、第二壁板200和盖板500之间的连接需保证长时气密，以确保真空隔热腔的密封性。

进一步，第一壁板100和第二壁板200为金属板，金属板具有良好的强度，能够较好的承受高速飞行条件下的气动加热以及气动冲刷，优选的，第一壁板100和第二壁板200均为耐高温金属板，耐高温金属板可以是钛合金，也可以是高温合金，当然，第一壁板100和第二壁板200也可以采用耐高温且强度较好的复合材料制成。

进一步，隔热层300为填充于第二容置槽120内的气凝胶层，气凝胶具有重量轻的优点，在保证隔热效果的同时，不会增加蒙皮结构的重量。

或者，隔热层300为填充于第二容置槽120内的柔性隔热毡层，隔热毡同样具有重量轻的优点，同样不会增加蒙皮结构的重量。

在本发明的一种实施方式中，如图2所示，第一容置槽110的底壁设有与外部连通的抽真空孔111，以便于对真空隔热腔进行抽真空处理，抽真空孔111内密封连接有阀门(图中未示出)，阀门能够密封抽真空孔111，以确保真空隔热腔的密封性，阀门也能够打开抽真空孔111，以进行抽真空操作，抽真空孔111的设置，使得抽真空处理操作既能够在蒙皮结构的制备过程中进行，也能在飞行过程中采用机载抽真空设备实时进行，从而确保真空容置腔内的压力满足使用要求。

在本发明的一种实施方式中，如图1所示，第一容置槽110内容置有至少一层反射层400，具体的，反射层400为外表面包覆高反射率薄膜(如铝箔或金箔等)的轻隔热材料(如气凝胶或柔性隔热毡等)层，反射层400结合低气压环境能降低第一壁板100和第二壁板200间的辐射及对流换热，从而进一步降低了第二壁板200与第一壁板100之间的热量传递。

此外，气凝胶和柔性隔热毡等材料均为低密度多孔材料，且具有较强的吸水性，通过在真空隔热腔内设置气凝胶层或柔性隔热毡层，与外界环境隔离，有效解决了防潮防水等环境适应性问题。

在本发明的一种实施方式中，如图3所示，第一容置槽110还容置有多根间隔设置的立柱600，立柱600的第一端与第一容置槽110的底壁相接，立柱600能够增加第一壁板100的强度，以防止第一壁板100在防护压差的作用下变形，并提高了蒙皮的整体刚性，立柱600的具体设置数量以及设置位置可以根据实际使用需要而定，在此不再赘述，在安装反射层400时，只需在反射层400上设置用于立柱600贯穿的通孔即可。

在本发明的一种实施例中，如图4所示，第一容置槽110的底壁上形成有至少一个朝向容置腔内部凸出的凸出部112，凸出部112的设置，能够减小第一壁板100在高温情况下的热应力。

进一步，如图4所示，第二壁板200上形成有至少一个朝向容置腔内部凹陷的凹陷部210，凹陷部210的设置能够减小第二壁板200在高温情况下的热应力。

需要说明的是，其他能够降低第一壁板100和第二壁板200在高温情况下的热应力的结构也应包含在本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明的蒙皮结构，通过设置真空隔热腔和隔热层，有效降低了第二壁板与第一壁板之间的对流换热以及导热率，有效保证了隔热效果，无需增加厚度，且能够重复使用；

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims

1.一种蒙皮结构，其特征在于，所述蒙皮结构包括：

2.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第一容置槽的底壁设有与外部连通的抽真空孔，所述抽真空孔内密封连接有阀门。

3.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第一容置槽内容置有至少一层反射层。

4.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第一容置槽的底壁上形成有至少一个朝向所述容置腔的内部凸出的凸出部。

5.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第二壁板上形成有至少一个朝向所述容置腔的内部凹陷的凹陷部。

6.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，多个所述第一容置槽并排设置，且所述第一容置槽为通槽，所述第一壁板的沿所述第一容置槽的延伸方向的两侧面分别连接有盖板，所述第一容置槽、所述第二壁板和两所述盖板围合形成所述真空隔热腔。

7.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第一壁板和所述第二壁板为金属板。

8.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述隔热层为填充于所述第二容置槽内的气凝胶层。

9.根据权利要求1所述的蒙皮结构，其特征在于，所述隔热层为填充于所述第二容置槽内的柔性隔热毡层。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的蒙皮结构，其特征在于，所述第一容置槽还容置有多根间隔设置的立柱，所述立柱的第一端与所述第一容置槽的底壁相接。