CN208602720U - 一种火箭轻质高效全动空气舵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种火箭轻质高效全动空气舵，包括空气舵本体，所述空气舵本体包括骨架和与所述骨架相连的舵轴，所述骨架的左侧设有左蒙皮，所述骨架的右侧设有右蒙皮；还包括位于左蒙皮和右蒙皮之间的泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件；采用了碳纤维树脂基复合材料，而且左蒙皮和右蒙皮之间设置有泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件，大幅提高了舵面结构的承载效率。

Description

一种火箭轻质高效全动空气舵

技术领域

本实用新型涉及一种空气舵。

背景技术

通常利用运载火箭作为运输工具将有效载荷送入太空，火箭飞行过程中需要控制飞行姿态，控制舵即为控制系统的执行结构。控制舵主要有两种：一种是燃气舵，燃气舵安装在发动机尾喷管后面，当燃烧室喷射出来的高速气流作用在舵面上时就会产生控制力，以此改变火箭的姿态，但是此种控制方式会损失部分推力；另一种是空气舵，空气舵往往安装在箭体尾段外侧，气流流经空气舵时产生空气动力，可以通过改变空气舵的舵偏角来产生所需要的控制力。

为了承受并传递空气动力载荷，保证舵面的强度刚度，传统空气舵多采用金属结构制造，存在结构重量大、承载能力低的弊端。由于对火箭运载能力的要求不断提高，金属结构逐渐难以满足设计要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种承载大、重量轻、通用性强、可靠性高、构型简洁便于装配，而且空气动力效率高，舵面通用性好的一种火箭轻质高效全动空气舵。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种火箭轻质高效全动空气舵，包括空气舵本体，所述空气舵本体包括骨架和与所述骨架相连的舵轴，所述骨架的左侧设有左蒙皮，所述骨架的右侧设有右蒙皮；还包括位于左蒙皮和右蒙皮之间的泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件。

作为优选的技术方案，所述加强件为加强棒，所述加强棒的第一端朝向所述左蒙皮，所述加强棒的第二端朝向所述右蒙皮。

作为优选的技术方案，所述舵轴为空心轴，所述舵轴的外表面有键槽。

作为优选的技术方案，所述泡沫夹层设在所述空气舵本体的前缘和后缘，位于所述前缘和后缘之间的所述空气舵本体的内腔为空腔。

作为优选的技术方案，所述加强棒为碳纤维树脂基复合材料棒，所述加强棒由同方向碳纤维束组成。

作为优选的技术方案，所述泡沫夹层为PMI250泡沫。

作为优选的技术方案，所述左蒙皮和所述右蒙皮为碳纤维树脂基复合材料层合板结构，所述左蒙皮和右蒙皮的内外表面各铺设2层编织布，内部为单向带，铺层方向角为±45°/+45°/-45°/90°/0°。

作为优选的技术方案，所述骨架和所述舵轴为一体式结构。

作为优选的技术方案，所述骨架与舵轴为一体化碳纤维树脂基三维编织结构。

作为优选的技术方案，所述骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮、右蒙皮均为复合材料，骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮和右蒙皮单独成型后采用二次固化工艺装配在一起。

由于采用上述技术方案，采用了碳纤维树脂基复合材料，而且左蒙皮和右蒙皮之间设置有泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件，大幅提高了舵面结构的承载效率；骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮和右蒙皮单独成型后采用二次固化工艺装配在一起，各组件连接不使用紧固件，降低了装配工作量；整个舵面均可绕舵轴旋转，空气动力效率高；舵面通用性好，可适用于各类火箭的安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例结构示意图；

图2是本实用新型实施例的剖视图；

图3是图1的仰视图；

图4是本实用新型实施例中骨架和舵轴的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中舵轴的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中左蒙皮和右蒙皮的结构示意图；

图7是本实用新型实施例中泡沫夹层的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型进行阐述，但并不限制本实用新型。

如图1至图4所示，一种火箭轻质高效全动空气舵，包括空气舵本体，所述空气舵本体包括骨架1和与所述骨架1相连的舵轴2，所述骨架1的左侧设有左蒙皮3，所述骨架1的右侧设有右蒙皮4；还包括位于左蒙皮2和右蒙皮4之间的泡沫夹层5，所述泡沫夹层5内设有加强件6。采用了碳纤维树脂基复合材料，而且左蒙皮和右蒙皮之间设置有泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件，大幅提高了舵面结构的承载效率。

如图2所示，所述加强件6为加强棒，所述加强棒的第一端朝向所述左蒙皮3，所述加强棒的第二端朝向所述右蒙皮4。这样的结构能更进一步保证加强棒的强度加强作用，提高了舵面结构的承载效率。

如图1和图5所示，所述舵轴2为空心轴，所述舵轴2的外表面有键槽7。进一步提高了结构效率。

如图2所示，所述泡沫夹层设在所述空气舵本体的前缘和后缘，位于所述前缘和后缘之间的所述空气舵本体的内腔为空腔。采用这样的结构能进一步提高结构承载效率。

所述加强棒为碳纤维树脂基复合材料棒，所述加强棒由同方向碳纤维束组成。采用碳纤维树脂基复合材料作为加强棒，能有效提高舵面结构的承载效率。

所述泡沫夹层为PMI250泡沫。PMI泡沫的全称为聚甲基丙烯酰亚胺，是一种轻质高强度的泡沫塑料，主要应用在航空航天、雷达天线外罩、CT医疗床板、风电直升机桨叶、高速列车、甚至建筑材料中，是目前同等密度条件下最硬的结构芯材，PMI250泡沫为PMI泡沫的一种。

如图1、图3和图6所示，所述左蒙皮和所述右蒙皮为碳纤维树脂基复合材料层合板结构，所述左蒙皮和右蒙皮的内外表面各铺设2层编织布，内部为单向带，铺层方向角为±45°/+45°/-45°/90°/0°。

如图4所示，所述骨架1和所述舵轴2为一体式结构，中间没有连接件提高了结构效率。

优选的，所述骨架1与舵轴2为一体化碳纤维树脂基三维编织结构。采用碳纤维树脂基复合材料，舵面结构的承载效率高。

所述骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮、右蒙皮均为复合材料，骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮和右蒙皮单独成型后采用二次固化工艺装配在一起。

骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮和右蒙皮单独成型后采用二次固化工艺装配在一起，各组件连接不使用紧固件，降低了装配工作量；整个舵面均可绕舵轴旋转，空气动力效率高；舵面通用性好，可适用于各类火箭的安装。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，包括空气舵本体，所述空气舵本体包括骨架和与所述骨架相连的舵轴，所述骨架的左侧设有左蒙皮，所述骨架的右侧设有右蒙皮；还包括位于左蒙皮和右蒙皮之间的泡沫夹层，所述泡沫夹层内设有加强件。

2.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述加强件为加强棒，所述加强棒的第一端朝向所述左蒙皮，所述加强棒的第二端朝向所述右蒙皮。

3.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述舵轴为空心轴，所述舵轴的外表面有键槽。

4.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述泡沫夹层设在所述空气舵本体的前缘和后缘，位于所述前缘和后缘之间的所述空气舵本体的内腔为空腔。

5.如权利要求2所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述加强棒为碳纤维树脂基复合材料棒，所述加强棒由同方向碳纤维束组成。

6.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述泡沫夹层为PMI250泡沫。

7.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述左蒙皮和所述右蒙皮为碳纤维树脂基复合材料层合板结构，所述左蒙皮和右蒙皮的内外表面各铺设2层编织布，内部为单向带，铺层方向角为±45°/+45°/-45°/90°/0°。

8.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述骨架和所述舵轴为一体式结构。

9.如权利要求8所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述骨架与舵轴为一体化碳纤维树脂基三维编织结构。

10.如权利要求1所述的火箭轻质高效全动空气舵，其特征在于，所述骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮、右蒙皮均为复合材料，骨架、舵轴、加强件、泡沫夹层、左蒙皮和右蒙皮单独成型后采用二次固化工艺装配在一起。