空气舵、空气舵连接组件和火箭的制作方法

专利2022-06-28  94


本申请涉及飞行器尾端设备领域,具体而言,涉及一种空气舵、空气舵连接组件和火箭。



背景技术:

空气舵是超高速飞行器的重要部件,提供机动飞行控制力,在运载器飞行过程中承受严重的气动加热和较大的气流剪切作用,空气舵设计过程中其强度、刚度及耐高温性能均决定着飞行任务的成败。

相关技术中,目前所使用空气舵包含芯体,芯体表面喷涂防热涂层,复合材料套设在防热涂层上整体成型。

在实现本实用新型的过程中,发明人发现相关技术中至少存在以下问题:

相关技术中空气舵防热效果差。

针对相关技术中空气舵防热效果差的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本申请的主要目的在于提供一种空气舵、空气舵连接组件和火箭,以解决空气舵防热效果差的问题。

为了实现上述目的,第一方面,本申请实施例提供了一种空气舵,该空气舵包括:

防热套、连接件和芯体;

芯体和连接件均位于防热套内部,且芯体与防热套之间设有空腔,连接件的一端与防热套固定,连接件的另一端与芯体固定。

进一步的,防热套包括防热套盖和防热套底,防热套盖与防热套底可拆卸连接,空腔设于芯体与防热套底之间。

进一步的,芯体包括螺纹孔,连接件的一端与防热套盖固定,连接件的另一端穿过螺纹孔与防热套底连接。

进一步的,连接件的材料包括高硅氧酚醛。

进一步的,芯体的材料包括铝合金。

进一步的,芯体还包括芯体蒙皮和芯体套底;

芯体蒙皮和芯体套底可拆卸连接,空腔设于芯体套底与防热套底之间。

进一步的,芯体套底上设置有多个加强筋。

进一步的,芯体套底还包括壳体,多个加强筋固定在壳体上,多个加强筋中任意相邻的两个加强筋的第一端相固定,任意相邻的两个加强筋的第二端均与壳体的一侧边固定连接。

第二方面,本申请还提供了一种空气舵连接组件,包括空气舵和用于与火箭箭体连接的舵轴组件,舵轴组件与芯体固定连接。

第三方面,本申请还提供了一种火箭,包括空气舵连接组件。

在本申请实施例提供的空气舵、空气舵连接组件和火箭,本空气舵包括:防热套、连接件和芯体,芯体和连接件均位于防热套内部,且芯体与防热套之间设有隔热空腔,连接件的一端与防热套固定,连接件的另一端与芯体固定。本申请解决了空气舵防热效果差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是根据本申请实施例的一种空气舵的组装示意图;

图2是根据本申请实施例的一种空气舵的结构示意图;

图3是根据本申请实施例的一种空气舵的截面示意图;

图4是根据本申请实施例的一种舵轴的结构示意图;

图5是根据本申请实施例的一种空气舵连接组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外,术语“设置”、“设有”、“连接”、“套装”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

进一步的,如图1所示,采用防热套、连接件和芯体,芯体和连接件均位于防热套内部,且芯体与防热套之间设有空腔,连接件的一端与防热套固定,连接件的另一端与芯体固定。

在本实施例中,包括防热套、连接件和芯体,防热套与芯体通过连接件可拆卸连接,连接件的数量至少为3个,连接件包括螺钉,防热套和芯体之间还包括粘胶层,通过粘胶使得防热套和芯体的固定更稳固,芯体和连接件均位于防热套的内部,防热套与芯体之间设有空腔,空腔的界面与芯体的侧截面相对应,达到隔热的同时可以使得芯体在受热膨胀的情况下填充空腔,避免了芯体积压防热套,因芯体的主要材料为金属,防热套的主要材料为高硅氧酚醛,金属在高温下的膨胀系数高于高硅氧酚醛受热使得膨胀系统,避免了在高温情况下造成防热套局部开裂影响空气舵的防热性能。

进一步的,如图1所示,防热套包括防热套盖11和防热套底12,防热套盖11与防热套底12可拆卸连接,空腔设于芯体与防热套底12之间。

在本实施例中,防热套采用防热套盖11和防热套底12采用分体式构造,空腔设于芯体2与防热套底12之间,以使空气舵的结构简单,制造方便。

进一步的,参见图1,芯体2包括螺纹孔,连接件的一端与防热套盖11固定,连接件的另一端穿过螺纹孔与防热套底12连接,使得空气舵整体的稳固性好。

在本实施例中,芯体2包括螺纹孔,连接件的一端与防热套盖11固定,连接件的另一端穿过螺纹孔与防热套底12连接,连接件包括螺钉,螺钉的螺杆穿过螺纹孔与防热套底12连接,螺钉的头部与防热套盖11连接。

进一步的,连接件的材料包括高硅氧酚醛。

在本实施例中,高硅氧酚醛复合材料由酚醛树脂和高硅氧纤维组成,酚醛树脂酚醛树脂也叫电木,又称电木粉,原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得,高硅氧纤维是指用沥取法生产的含二氧化硅达96%以上的高纯度玻璃纤维,具有良好的耐烧蚀性能。模压成型用高硅氧纤维多用80/5和66/7有捻粗纱。要求不高的场合,也可使用无捻纱。高硅氧纤维具有良好的切割性能,较高的吸收树脂的能力,以其为增强材料制得的模压制品的强度较高,因而应用比较广泛。当二氧化硅含量高达99.95%就属于石英纤维范畴,一般石英纤维用高纯度天然石英拉制,用于模压成型时,石英纤维的工艺性稍差,高硅氧酚醛树脂复合材料最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性,正因为这个原因,高硅氧酚醛树脂才被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业,高硅氧酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂,高硅氧酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质,设计正确的高硅氧酚醛树脂,润湿速度特别快,并且在交联后可以为磨具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。

进一步的,芯体2的材料包括铝合金。

在本实施例中,铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用,工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,纯铝的密度小ρ=2.7g/cm3,大约是铁的1/3,熔点低660℃,铝是面心立方结构,故具有很高的塑性δ:32~40%,ψ:70~90%,易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好,但是纯铝的强度很低,退火状态σb值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料,通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金,添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb值分别可达24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”强度与比重的比值σb/ρ胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重,采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。

进一步的,参见图1、图2和图3,芯体2还包括芯体蒙皮21和芯体套底22;

芯体蒙皮21和芯体套底22可拆卸连接,空腔设于芯体套底22与防热套底12之间。

在本实施例中,芯体2包括芯体蒙皮21和芯体套底22,采用分体式构造,芯体蒙皮21和芯体套底22的材料均包括铝合金等,使得芯体2结构简单,制造成本低,芯体蒙皮21和芯体套底22对应的位置上设有螺纹通孔,通过螺钉将芯体蒙皮21和芯体套底22可拆卸连接,空腔设于芯体套底22与防热套底12之间,使得在降低热量的同时保护空气舵。

进一步的,参见图1、图2和图3,芯体套底22上设置有多个加强筋3。

在本实施例中,芯体套底22上设有多个加强筋3,在结构设计过程中,可能出现结构体悬出面过大,或跨度过大的情况,在这样的情况下,结构件本身的连接面能承受的负荷有限,则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板,俗称加强筋3,以增加结合面的强度,使得芯体套底22的强度提高同时重量减少

进一步的,参见图1、图2和图3,芯体套底22还包括壳体,多个加强筋3固定在壳体上,多个加强筋3中任意相邻的两个加强筋3的第一端相固定,任意相邻的两个加强筋3的第二端均与壳体的一侧边固定连接。

在本实施例中,芯体套底22包括壳体,壳体的为一凹槽,凹槽的侧壁的高度与防热套的高度相适配,壳体上包括多个加强筋3,多个加强筋3的形状壳体侧壁固定连接,以使空气舵的质量减少的同时强度保持不变。包括树杈性,加强筋3的材料包括铝合金等,多条加强筋3的一端同时连接在壳体上的一个螺纹孔上,多个加强筋3的另一端与

基于相同的技术构思,本申请实施例还提供了一种空气舵连接组件,包括:空气舵和用于与火箭箭体连接的舵轴组件4,舵轴组件4与芯体2固定连接。

在本实施例中,参见图4和图5,空气舵和舵轴组件4对应的位置上设置有螺纹孔,螺纹孔的数量包括3个、4个或5个等,通过螺钉贯穿舵轴与空气舵以使舵轴和空气舵固定,使得拆卸或组装方便,螺钉的材料包括高硅氧酚醛,空气舵的两侧边为圆弧形,使得减少热量对空气舵的侵蚀。

基于相同的技术构思,本申请实施例还提供了一种火箭,包括:空气舵连接组件。

在本实施例中,火箭包括空气舵连接组件和火箭箭体,空气舵连接组件设置在火箭箭体的外壳上,四个空气舵连接组件呈环形分布在火箭箭体的外壳上,以达到调整火箭飞行方向的目的。

以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种空气舵,其特征在于,包括:防热套(1)、连接件和芯体(2);

所述芯体(2)和所述连接件均位于所述防热套(1)内部,且所述芯体(2)与所述防热套(1)之间设有空腔,所述连接件的一端与所述防热套(1)固定,所述连接件的另一端与所述芯体(2)固定。

2.根据权利要求1所述的空气舵,其特征在于,所述防热套(1)包括防热套盖(11)和防热套底(12),所述防热套盖(11)与所述防热套底(12)可拆卸连接,所述空腔设于所述芯体(2)与所述防热套底(12)之间。

3.根据权利要求2所述的空气舵,其特征在于,所述芯体(2)包括螺纹孔,所述连接件的一端与所述防热套盖(11)固定,所述连接件的另一端穿过所述螺纹孔与所述防热套底(12)连接。

4.根据权利要求3所述的空气舵,其特征在于,所述连接件的材料包括高硅氧酚醛。

5.根据权利要求4所述的空气舵,其特征在于,所述芯体(2)的材料包括铝合金。

6.根据权利要求3所述的空气舵,其特征在于,所述芯体(2)还包括芯体蒙皮(21)和芯体套底(22);

所述芯体蒙皮(21)和所述芯体套底(22)可拆卸连接,所述空腔设于所述芯体套底(22)与所述防热套底(12)之间。

7.根据权利要求6所述的空气舵,其特征在于,所述芯体套底(22)上设置有多个加强筋(3)。

8.根据权利要求7所述的空气舵,其特征在于,所述芯体套底(22)还包括壳体,所述多个加强筋(3)固定在所述壳体上,所述多个加强筋(3)中任意相邻的两个加强筋(3)的第一端相固定,所述任意相邻的两个加强筋(3)的第二端均与所述壳体的一侧边固定连接。

9.一种空气舵连接组件,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的空气舵和用于与火箭箭体连接的舵轴组件,所述舵轴组件(4)与所述芯体(2)固定连接。

10.一种火箭,其特征在于,包括如权利要求9所述的空气舵连接组件。

技术总结
本申请公开了一种空气舵、空气舵连接组件和火箭。其中空气舵包括:防热套、连接件和芯体,芯体和连接件均位于防热套内部,且芯体与防热套之间设有隔热空腔,连接件的一端与防热套固定,连接件的另一端与芯体固定。本申请解决了空气舵防热效果差的问题。

技术研发人员:郝魁;舒畅;马超;聂良伟;杨昊天
受保护的技术使用者:北京零壹空间技术研究院有限公司
技术研发日:2019.04.22
技术公布日:2020.06.09

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