空气舵和火箭的制作方法

专利2022-06-29  201


本申请涉及飞行器尾端设备领域,具体而言,涉及一种空气舵和火箭。



背景技术:

运载火箭在大气层内飞行时主要依靠燃气舵和空气舵进行姿态控制,空气舵安装在运载火箭尾段外侧,当旋转空气舵与运载火箭成一定角度时,高速气流流经空气舵时同样会产生一定方向的反作用力从而控制运载火箭的姿态,通过控制空气舵舵面角度也可以控制运载火箭的姿态。

相关技术中,传统的空气舵多采用三维五向编织c/sic复合材料制造。

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,传统的空气舵制造工艺复杂。

针对相关技术中传统的空气舵制造工艺复杂的问题,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和火箭,以解决传统的空气舵制造工艺复杂的问题。

为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种空气舵。

根据本申请的空气舵包括:

舵体和用于与火箭箭体连接的舵轴;

舵轴与舵体固定连接,舵体上设有第一防热层,舵体的材料均包括铝合金,舵轴的材料包括不锈钢。

进一步的,其特征在于,舵体包括芯体和空气舵前缘;

空气舵前缘固定在芯体上,芯体与舵轴固定连接。

进一步的,芯体包括与空气舵前缘对应的容纳槽,空气舵前缘固定在容纳槽中。

进一步的,芯体还包括骨架和与骨架对应的盖板;

骨架与盖板固定连接,容纳槽设于骨架上。

进一步的,骨架上设有多个加强筋。

进一步的,多个加强筋的形状包括树杈型。

进一步的,骨架与盖板的材料包括铝合金。

进一步的,多个加强筋中的每个加强筋上均设有通气孔。

进一步的,舵轴包括夹持部和用于与火箭箭体连接的连接部,夹持部的第一端与连接部固定连接,夹持部的第二端与骨架固定连接,夹持部上设有第二防热层。

为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种火箭。

根据本申请的火箭包括:

空气舵和火箭箭体,连接部与火箭箭体连接。

在本申请实施例中,采用舵体和用于与火箭箭体连接的舵轴,舵轴与舵体固定连接,舵体上设有第一防热层。本申请解决了传统的空气舵制造工艺复杂的问题。

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装配示意图;

图2是根据本申请实施例的一种空气舵骨架的结构示意图;

图3是根据本申请实施例的一种空气舵舵轴的结构示意图;

图4是根据本申请实施例的一种空气舵前缘的结构示意图;

图5是根据本申请实施例的一种空气舵骨架的示意图。

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。

如图1和图4所示,本申请涉及一种空气舵,包括:舵体6和用于与火箭箭体连接的舵轴5,舵轴5与舵体6固定连接,舵体6上设有第一防热层1,所述舵体6的材料均包括铝合金,所述舵轴5的材料包括不锈钢。

在本实施例中,舵体6与舵轴5固定连接,舵体6的形状包括翼型,舵体6上设有第一防热层1,第一防热层1的材料包括w1-rt1045生物软木,使得空气舵的主体部分和防热部分区分开来,舵体6为金属,主要包括铝合金等,使得空气舵的制造成本低,制造工艺简单,将第一防热层1直接喷涂在舵体6上,舵体6的两侧为w1-rt1045生物软木,舵轴5的材料包括不锈钢等,以使空气舵在保证了耐烧蚀,强度高、质量轻等特性时,减少生成周期,降低了生产成本,方便装卸。

进一步的,参见图1,舵体6包括芯体和空气舵前缘4,空气舵前缘4固定在芯体上,芯体与舵轴5固定连接。

在本实施例中,舵体6包括芯体和空气舵前缘4,芯体的材料包括铝合金,空气舵前缘4的材料包括模压高硅氧酚醛,芯体上设有与舵轴5相对应的连接部,连接部与舵轴5可活动连接,使得空气舵拆装方便,成本低。

进一步的,参见图1、图2和图4,芯体包括与空气舵前缘4对应的容纳槽33,空气舵前缘4固定在容纳槽33中。

在本实施例中,芯体包括与空气舵前缘4对应的容纳槽33,空气舵前缘4固定在容纳槽33中,使得空气舵防热效果更好。

进一步的,参见图1,芯体还包括骨架3和与骨架3对应的盖板2,骨架3与盖板2固定连接,容纳槽33设于骨架3上。

在本实施例中,芯体还包括骨架3和与骨架3对应的盖板2,骨架3和盖板2上设有相对应的螺纹孔,通过螺钉将骨架3和盖板2固定,骨架3顶面与盖板2的形状相对应,骨架3的两侧面均包括一个容纳槽33,空气舵前缘4包括凸起部42和弧形部41,凸起部42和弧形部41固定连接,凸起部42上设有螺纹孔,骨架3上设有与凸起部42相对应的螺纹孔,通过螺钉穿过凸起部42与骨架3上相对应的螺纹孔使得空气舵前缘4固定在骨架3上,空气舵前缘4的材料包括模压高硅氧酚醛等,芯体拆卸简单,成本低且与空气舵前缘4适配性好。

进一步的,参见图1、图2和图5,骨架3上设有多个加强筋。

在本实施例中,骨架3上设有多个加强筋,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,以增加结合面的强度,使得骨架3的强度提高同时重量减少。

进一步的,参见图1、图2和图5,多个加强筋的形状包括树杈型。

在本实施例中,多个加强筋的形状为树杈型,即,多个加强筋形成相互连接在骨架3中围成多个三角形的区域,三角形的稳定性使其不像四边形那样易于变形,有着稳定、坚固、耐压的特点,使得降低了空气舵重量的同时保证了其具备更大的强度。

进一步的,骨架3与盖板2的材料包括铝合金。

在本实施例中,骨架3与盖板2的材料包括铝合金,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2,多个加强筋中的每个加强筋上均设有通气孔。

在本实施例中,多个加强筋中的每个加强筋上均设有通气孔,具体加强筋的侧边上设有通气孔,每个加强筋包括的通气孔的数量至少为一个,以减少空气舵内腔与火箭外表面压差,减少空气舵盖板2被破坏的风险,空气舵还包括传感器,传感器的连接线可以穿过通气孔将传感器设置于空气舵内部,传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,

进一步的,参见图1和图3,舵轴5包括夹持部和用于与火箭箭体连接的连接部,夹持部的第一端与连接部固定连接,夹持部的第二端与骨架3固定连接,夹持部上设有第二防热层。

在本实施例中,舵轴5包括夹持部和用于与火箭箭体连接的连接部,夹持部上设有与空气舵骨架3对应的凹槽,夹持部的两段均设有设有一个、两个或三个等的螺纹孔,螺纹孔均匀的分布在夹持部上,空气舵骨架3上同样设有与夹持部上的螺纹孔对应的螺纹孔,通过螺钉分别穿过夹持部和空气舵骨架3上对应的螺纹孔,使得舵体6和舵轴5固定,与夹持部上的凹槽对应的空气舵骨架3上的部件为连接板,夹持部的外表面喷涂第二防热层,第二防热层的材料包括w1-rt1045生物软木等,第二防热层的厚度与第一防热层1的厚度相对应,以加强空气舵的防热能力。

基于相同的技术构思,本申请实施例还提供了一种火箭,参加图1和图3,包括:空气舵和火箭箭体,连接部与火箭箭体连接。

本实施例中,连接部为内部中空的套管,套管的侧壁上开设一限位孔,限位孔开设的位置靠近与火箭箭体连接的一端,套管的另一端固定在夹持部的一侧面上,使得在火箭箭体内部机构的驱动下空气舵转动角度从而改变气流方向到达改变火箭飞行方向的目的。

以上所述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:舵体(6)和用于与火箭箭体连接的舵轴(5);

所述舵轴(5)与所述舵体(6)固定连接,所述舵体(6)上设有第一防热层(1),所述舵体(6)的材料包括铝合金,所述舵轴(5)的材料包括不锈钢。

2.根据权利要求1所述的空气舵,其特征在于,所述舵体(6)包括芯体和空气舵前缘(4);

所述空气舵前缘(4)固定在所述芯体上,所述芯体与所述舵轴(5)固定连接。

3.根据权利要求2所述的空气舵,其特征在于,所述芯体包括与所述空气舵前缘(4)对应的容纳槽(33),所述空气舵前缘(4)固定在所述容纳槽(33)中。

4.根据权利要求3所述的空气舵,其特征在于,所述芯体还包括骨架(3)和与所述骨架(3)对应的盖板(2);

所述骨架(3)与所述盖板(2)固定连接,所述容纳槽(33)设于所述骨架(3)上。

5.根据权利要求4所述的空气舵,其特征在于,所述骨架(3)上设有多个加强筋(32)。

6.根据权利要求5所述的空气舵,其特征在于,所述多个加强筋(32)的形状包括树杈型。

7.根据权利要求6所述的空气舵,其特征在于,所述骨架(3)与所述盖板(2)的材料包括铝合金。

8.根据权利要求6所述的空气舵,其特征在于,所述多个加强筋(32)中的每个加强筋(32)上均设有通气孔(31)。

9.根据权利要求4所述的空气舵,其特征在于,所述舵轴(5)包括夹持部(51)和用于与火箭箭体连接的连接部(52),所述夹持部(51)的第一端与所述连接部(52)固定连接,所述夹持部(51)的第二端与所述骨架(3)固定连接,所述夹持部(51)上设有第二防热层。

10.一种火箭,其特征在于,包括如权利要求9所述的空气舵和火箭箭体,所述连接部(52)与所述火箭箭体连接。

技术总结
本申请公开了一种空气舵和火箭。其中该空气舵包括舵体和用于与火箭箭体连接的舵轴,所述舵轴与所述舵体固定连接,所述舵体上设有第一防热层。本申请解决了传统的空气舵制造工艺复杂的问题。

技术研发人员:杜伟军;聂良伟;舒畅;马超
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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