CN210653691U - 一种整流罩及航天飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供一种整流罩及航天飞行器，其中，整流罩包括：整流罩本体以及与所述整流罩本体连接的头罩；所述整流罩本体与所述头罩分体成型，且所述整流罩本体和所述头罩采用不同的材料制作。本实用新型的方案中，整流罩采用整流罩本体和头罩分体成型，在保证整流罩整体刚度、强度、防热性能和整体轻质化基础上，有效释放成型内应力，优化整流罩外形尺寸，提高其整体装配精度。

Description

一种整流罩及航天飞行器

技术领域

本实用新型涉及整流罩技术领域，特别是指一种整流罩及航天飞行器。

背景技术

整流罩用于保护卫星及其它有效载荷，以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响，是航天飞行器的重要组成部分。整流罩一般为蚌壳式(两半)结构，由端头、前锥段、圆筒段、倒锥段和纵向及横向分离机构等组成。根据运载任务的不同，每种型号的运载火箭都具有一种或多种形状的整流罩，如单星罩、双星罩、多星罩等。就长征系列运载火箭而言，也有各自***的卫星整流罩。

目前整流罩成型方案多为铝合金整流罩，且整个整流罩一体成型，存在重量较大、装配精度差、加工周期较长、耐热性差等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种整流罩及航天飞行器。整流罩采用整流罩本体和头罩分体成型，在保证整流罩整体刚度、强度、防热性能和整体轻质化基础上，有效释放成型内应力，优化整流罩外形尺寸，提高其整体装配精度。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

一种整流罩，应用于航天飞行器，所述整流罩包括：整流罩本体以及与所述整流罩本体连接的头罩；所述整流罩本体与所述头罩分体成型，且所述整流罩本体和所述头罩采用不同的材料制作。

可选的，所述整流罩本体包括：下端环向L形端框、两侧纵向L形对接桁、外蒙皮、内蒙皮以及设置于所述外蒙皮和内蒙皮之间的轻质夹层，所述两侧纵向L形对接桁和所述下端环向L形端框连接。

可选的，所述外蒙皮和所述内蒙皮均采用碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的至少一种材料制成。

可选的，所述轻质夹层包括聚甲基丙烯酰亚胺PMI泡沫、铝蜂窝和芳纶纸蜂窝中至少一种。

可选的，所述整流罩本体下端环向L形端框与内外蒙皮一体化成型；两侧纵向L形对接桁采用单独成型，后铆接连接。

可选的，所述整流罩本体与所述头罩插接或者通过所述纵向L形对接桁连接。

可选的，所述头罩包括：基体以及增强体，所述基体采用有机硅树脂、酚醛树脂、可陶瓷化树脂和聚碳硅烷树脂中的至少一种材料制成，所述增强体采用莫来石纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的至少一种材料制成。

可选的，所述整流罩本体包括第一半罩体和第二半罩体，所述第一半罩体和第二半罩体通过所述纵向L形对接桁连接。

可选的，所述第一半罩体和第二半罩体与所述纵向L形对接桁的连接处，设有第一密封垫。

可选的，所述头罩包括第一半头罩体和第二半头罩体，所述第一半头罩体和第二半头罩体通过关罩对接桁连接。

可选的，所述第一半头罩体和第二半头罩体与所述头罩对接桁的连接处，设有第二密封垫。

可选的，航天飞行器的整流罩还包括：挡风板和防热保护层的至少一个，所述挡风板安装在所述头罩及整流罩本体上，所述防热保护层设置于所述整流罩本体外表面。

本实用新型的实施例还提供一种航天飞行器，包括飞行器本体以及与所述飞行器本体连接的整流罩，所述整流罩为如上所述的整流罩。

本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：

本实用新型的上述方案，通过将整流罩本体与头罩分体成型，且所述整流罩本体和所述头罩采用不同的材料制作，再将整流罩本体与头罩连接，形成整流罩；从而在保证整流罩整体刚度、强度、防热性能和整体轻质化基础上，可以有效释放整流罩成型的内应力，优化整流罩外形尺寸，提高其整体装配精度。同时，本整流罩针对火箭飞行过程超高的飞行环境，两个整流罩本体(含头罩)半罩间采用挡风板+密封垫的双层密封方式实现热密封，既满足了火箭飞行的可靠性又不影响整流罩分离。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一种航天飞行器整流罩的结构示意图；

图2为图1所示的整流罩本体与头罩连接的局部放大示意图；

图3为图1所示的整流罩本体的剖面示意图；

图4为图1所示的头罩的剖面示意图；

图5为整流罩本体的半罩体与对接桁之间设有密封垫的示意图；

图6为头罩的半罩体与对接桁之间设有密封垫的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种整流罩，应用于航天飞行器，整流罩包括：整流罩本体1以及与所述整流罩本体连接的头罩2；所述整流罩本体1与所述头罩2分体成型，且所述整流罩本体1和所述头罩2采用不同的材料制作。

本实用新型的该实施例，通过将整流罩本体1与头罩2分体成型，且所述整流罩本体1和所述头罩2采用不同的材料制作，再将整流罩本体1与头罩2连接，形成整流罩；从而可以有效释放整流罩成型的内应力，优化整流罩外形尺寸，提高其整体装配精度。

如图2所示，本实用新型的一可选实施例中，所述整流罩本体1包括：下端环向L形端框15、两侧纵向L形对接桁4、外蒙皮11、内蒙皮13以及设置于所述外蒙皮11和内蒙皮13之间的轻质夹层12，所述两侧纵向L形对接桁4和所述下端环向L形端框15连接。所述下端环向L形端框15与内外蒙皮一体化成型；两侧纵向L形对接桁4采用单独成型，后铆接连接，当然也可以采用其它连接方式连接。

可选的，所述外蒙皮11和所述内蒙皮13均可采用碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维等有机/无机纤维中的至少一种材料制成。

可选的，所述轻质夹层包括PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫、铝蜂窝和芳纶纸蜂窝中至少一种。

本实用新型的该实施例中，外蒙皮11和所述内蒙皮13采用有机/无机纤维材料，在保证耐烧蚀的同时，可以大大减轻整流罩的重量，进一步的，整流罩本体1的外蒙皮11和所述内蒙皮13之间采用轻质夹层12的结构，进一步减轻整流罩的重量，这里的轻质夹层12采用轻质材料，如PMI泡沫、铝蜂窝或者芳纶纸蜂窝等，这样更进一步减轻整流罩的重量。

再如图2所示，本实用新型的一可选实施例中，所述整流罩本体1与所述头罩2插接或者通过整流罩本体1的纵向L形对接桁连接。具体的，所述整流罩本体1的外蒙皮11在与头罩2连接处，有一段收口区10，头罩2***到收口区10中。这里，整流罩本体1与头罩2采用纵向L形对接桁对接或者接口插接等方式进行连接，减小了连接面，进一步减轻了整流罩的重量，这里的纵向L形对接桁可一体成型或者分体成型，纵向L形对接桁分体成型后铆接连接。

可选的，所述头罩2包括：基体以及增强体，所述基体采用有机硅树脂、酚醛树脂、可陶瓷化树脂和聚碳硅烷树脂中的至少一种材料制成，所述增强体采用莫来石纤维、碳纤维和玄武岩纤维等有机/无机纤维中的至少一种材料制成。这样，头罩2采用耐烧蚀材质制作，提高了整流罩顶端的防热性能，并进一步减轻整流罩的重量。

如图3所示，本实用新型的一可选实施例中，所述整流罩本体1包括第一半罩体111和第二半罩体112，所述第一半罩体111和第二半罩体112通过所述纵向L形对接桁4连接。可选的，所述第一半罩体111和第二半罩体112均与所述纵向L形对接桁4粘接。这里的第一半罩体111以及第二半罩体112均为“Ω”形状，两象限整流罩(即第一半罩体111和第二半罩体112)的对接面采用所述纵向L形对接桁4对接，对接准确可靠，提高了整流罩的外形稳定性和对接精度。另外，整流罩本体1为锥柱一体结构，且采用蒙皮和夹层的复合结构，经共固化成型，保证耐烧蚀的同时，减轻了整流罩的重量。

如图5所示，本实用新型的一可选实施例中，第一半罩体111以及第二半罩体112与所述纵向L形对接桁4的连接处，设有第一密封垫6，从而可以实现减振、降噪、防热等效果。

这里，所述整流罩本体1可以一体成型，即第一半罩体111以及第二半罩体112与所述纵向L形对接桁4一体成型，得到整流罩本体1；

一体成型可在“Ω”形模具表面直接铺放成型，该成型方式可减少装配重量，但易引起罩体变形，且对操作者要求较高。

当然，第一半罩体111以及第二半罩体112与所述纵向L形对接桁4也可以分体成型；分体成型可在“Ω”形模具先成型整流罩本体，然后在对接桁模具成型对接桁，最后进行整体装配，该成型方式操作简便，易控制变形量，对操作者要求不高，但由于装配面的引入，增加了部分结构重量。

一种可选的实现方式中，第一密封垫的截面厚度与对接桁平面度及整流罩本体尺寸有关，比如2至5mm。

如图4所示，本实用新型的一可选实施例中，所述头罩2包括第一半头罩体221和第二半头罩体222，所述第一半头罩体221和第二半头罩体222通过头罩对接桁3连接。可选的，所述第一半头罩体221和第二半头罩体222均与头罩对接桁3粘接。这里的第一半头罩体221和第二半头罩体222均为“Ω”形状，第一半头罩体221和第二半头罩体222的对接面采用头罩对接桁3对接，对接准确可靠，提高了整流罩的外形稳定性和对接精度。另外，耐烧蚀的头罩1为锥形结构，减少阻力，且采用耐烧蚀材料经加压固化成型，防热性能好。本实用新型的实施例中，头罩2为可变厚度，从顶端沿轴向向下厚度依次递减。

如图6所示，本实用新型的一可选实施例中，第一半头罩体221和第二半头罩体222与头罩对接桁3的连接处，设有第二密封垫7，从而可以实现减振、降噪、防热等效果。

这里，所述头罩2可以一体成型，即第一半头罩体221和第二半头罩体222与头罩对接桁3一体成型，得到头罩2；

一体成型可在“Ω”形模具表面直接铺放成型，该成型方式可减少装配重量，但易引起罩体变形，且对操作者要求较高。

当然，第一半头罩体221和第二半头罩体222与头罩对接桁3也可以分体成型；分体成型可在“Ω”形模具先成型整流罩本体，然后在对接桁模具成型对接桁，最后进行整体装配，该成型方式操作简便，易控制变形量，对操作者要求不高，但由于装配面的引入，增加了部分结构重量。

一种可选的实现方式中，第二密封垫7的截面厚度与对接桁平面度及整流罩本体尺寸有关，比如2至5mm。

本实用新型的上述实施例中，整流罩本体1和头罩2分别采用不同的对接桁对接，提高了整流罩的外形稳定性和对接精度。

再如图1所示，本实用新型的一可选实施例中，航天飞行器的整流罩还可以包括：挡风板5，所述挡风板5安装在所述头罩2和整流罩本体1上，具体的，可以安装在所述头罩2和整流罩本体1的第一半罩体上。头罩2和整流罩本体1上装配挡风板5，挡风板5采用耐烧蚀材料经加压固化成型，从而减少整流罩内部的气流扰动。本实用新型的实施例中，第一密封垫6以及第二密封垫7均可采用隔热材料制成，在挡风板失效的情况下，可以起到隔热作用。

再如图2所示，本实用新型的一可选实施例中，航天飞行器的整流罩还可以包括：设置于所述整流罩本体1外表面的防热保护层14。这里，防热保护层14可以贴敷在整流罩本体1外表面，防热保护层14采用耐烧蚀材料经加压固化成型，对整流罩本体1形成有效保护。

本实用新型的实施例还提供一种航天飞行器，包括飞行器本体以及与所述飞行器本体连接的整流罩，所述整流罩为如上图1至图4所述的整流罩。上述实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。这里的飞行器本体可以是卫星等航天飞行器。

本实用新型的上述实施例，通过将整流罩本体与头罩分体成型，且所述整流罩本体和所述头罩采用不同的材料制作，再将整流罩本体与头罩连接，形成整流罩；从而可以有效释放成型内应力，优化整流罩外形尺寸，提高其整体装配精度。采用蒙皮夹层结构，进一步减轻整流罩整体重量。采用耐烧蚀材质制作头罩，既提高了整流罩顶端的防热问题，也减轻了整流罩的整体重量。

本实用新型的上述实施例，整流罩本体与头罩采用高模碳纤维与高温增韧树脂基复合材料和轻质蜂窝夹层结构，实现了力热与抗冲击的效果，最大限度实现结构轻质化。本实用新型的整流罩为冯卡门复杂曲率外形的高刚度整流罩，实现了了低成本快速制造的目的。另外，面对火箭飞行过程整流罩极高的飞行环境和抛罩分离需求，采用双道热密封的冗余设计，满足火箭飞行过程整流罩高可靠要求，又满足了分离功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种整流罩，应用于航天飞行器，其特征在于，所述整流罩包括：整流罩本体以及与所述整流罩本体连接的头罩；所述整流罩本体与所述头罩分体成型，且所述整流罩本体和所述头罩采用不同的材料制作。

2.根据权利要求1所述的整流罩，其特征在于，所述整流罩本体包括：下端环向L形端框、两侧纵向L形对接桁、外蒙皮、内蒙皮以及设置于所述外蒙皮和内蒙皮之间的轻质夹层，所述两侧纵向L形对接桁和所述下端环向L形端框连接。

3.根据权利要求2所述的整流罩，其特征在于，所述外蒙皮和所述内蒙皮均采用碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的至少一种材料制成。

4.根据权利要求2所述的整流罩，其特征在于，所述轻质夹层包括聚甲基丙烯酰亚胺PMI泡沫、铝蜂窝和芳纶纸蜂窝中至少一种。

5.根据权利要求2所述的整流罩，其特征在于，所述下端环向L形端框与内外蒙皮一体化成型；两侧纵向L形对接桁采用单独成型，后铆接连接。

6.根据权利要求2所述的整流罩，其特征在于，所述整流罩本体与所述头罩插接或者通过所述纵向L形对接桁连接。

7.根据权利要求1所述的整流罩，其特征在于，所述头罩包括：基体以及增强体，所述基体采用有机硅树脂、酚醛树脂、可陶瓷化树脂和聚碳硅烷树脂中的至少一种材料制成，所述增强体采用莫来石纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的至少一种材料制成。

8.根据权利要求2所述的整流罩，其特征在于，所述整流罩本体包括第一半罩体和第二半罩体，所述第一半罩体和第二半罩体通过所述纵向L形对接桁连接。

9.根据权利要求8所述的整流罩，其特征在于，所述第一半罩体和第二半罩体与所述纵向L形对接桁的连接处，设有第一密封垫。

10.根据权利要求1所述的整流罩，其特征在于，所述头罩包括第一半头罩体和第二半头罩体，所述第一半头罩体和第二半头罩体通过头罩对接桁连接。

11.根据权利要求10所述的整流罩，其特征在于，所述第一半头罩体和第二半头罩体与所述头罩对接桁的连接处，设有第二密封垫。

12.根据权利要求1所述的整流罩，其特征在于，还包括：挡风板和防热保护层的至少一个，所述挡风板安装在所述头罩及整流罩本体上，所述防热保护层设置于所述整流罩本体外表面。

13.一种航天飞行器，包括飞行器本体以及与所述飞行器本体连接的整流罩，其特征在于，所述整流罩为如权利要求1至12任一项所述的整流罩。

Images