[实用新型]一种结构防热构型

说明书

技术领域

本实用新型属于航空、航天和临近空间技术领域，涉及一种结构防热构型。

背景技术

空天飞行器(包括高速临近空间飞行器等)飞行速度高，气动加热效应大，在飞行器结构设计中需满足飞行器在热环境中的使用要求。

国外类似的飞行器如A-12、X-15、SR-71、D-21、米格-25和X-51A等高速飞行器机体主要结构或采用全钛合金耐热结构(如A-12、SR-71和D-21)，或采用因康镍等高温合金钢耐热结构(如X-15和米格-25)，但此种结构需付出较大的重量代价和成本代价，并且结构复杂，研制周期长。例如钛合金结构制造成本是铝合金的10倍；钛合金结构重量是铝合金结构的1倍；高温合金钢结构的重量是铝合金结构的3倍。

另外一类高速飞行器如X-37、X-43和X-51等，采用外部防热瓦/内部冷结构的结构构型，但外部热防护成本高昂，重量代价也较大，气动阻力大，不适宜在大气层或临近空间飞行。

国内外典型的空天飞行器(包括高速临近空间飞行器等)结构及热防护情况可见表1所示。

表1：典型临近空间高速飞行器耐热结构与防热情况

发明内容

本实用新型的目的是提出低成本、低重量的可重复使用的空天飞行器(包括高速临近空间飞行器等)机体结构防热构型。

本实用新型的技术解决方案是，包括结构外蒙皮、内部骨架以及紧固件，其特征在于，所述外蒙皮内表面与内部骨架缘条之间加隔热垫，所述外蒙皮内表面非内部骨架连接区安装隔热毡，所述外蒙皮与内部骨架以及隔热垫采用紧固件连接。

所述的隔热垫为刚性隔热垫。

本实用新型具有的优点和有益效果，本实用新型的机体蒙皮采用钛合金(或不锈钢、高温合金钢)等耐高温材料，内部骨架构件采用铝合金等常规材料。在骨架与蒙皮的贴合部位加非金属刚性隔热垫。在蒙皮内表面无骨架连接的区域粘接隔热毡。

机体外部的钛合金等耐高温材料的耐热蒙皮可以保证在高温条件下满足飞行器的使用要求，内部采用常规材料(如铝合金等)减轻重量和降低成本，在内外结构的连接部位加刚性隔热垫，该刚性隔热垫为非金属复合材料具有热阻功能，避免冷/热结构连接处的热短路；另外该刚性隔热垫还具有较高的承载能力，可以满足传载的功能。

在连接区附近(即钛合金等耐热结构蒙皮的内表面)采用热沉设计，布置柔性隔热毡可以吸收热结构蒙皮传入的热量。

外部热结构、内部常规结构与刚性隔热垫的连接的紧固件采用硬钛GJB120铆钉，保证连接强度和变形匹配。

采用本实用新型的结构防热构型，解决了外部耐热结构与内部冷结构的连接问题，满足临近空间飞行器的结构和热防护要求；可以显著降低结构成本，减轻结构重量。并且该防热构型结构简单，可靠性高，使用维护方便。

本结构防热构型在类似的热环境使用中，将内部骨架换成铝合金骨架，因此可极大的降低高速飞行器结构研制成本，极大的降低结构重量。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式结构示意图。

其中，1-外蒙皮，2-内部骨架，3-隔热垫，4-隔热毡，5-紧固件

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，请参阅图1。

如图1所示，一种结构防热构型，包括结构外蒙皮1、内部骨架2、隔热垫3、隔热毡4以及紧固件5，其特征在于，所述外蒙皮1与内部骨架2缘条之间加隔热垫3，所述外蒙皮1内表面安装隔热毡4，所述外蒙皮1与内部骨架2以及隔热垫3采用紧固件5连接。

优选的，所述的隔热垫为刚性隔热垫，具备高承载能力和高热阻性能。

优选的，所述蒙皮为钛合金等耐热材料。

优选的，所述内部骨架为铝合金常规材料。

优选的，所述内部隔热毡为高比热容材料。

优选的，所述紧固件为硬钛GJB120铆钉。

如图1所示，使用时，常规材料内部骨架2缘条与外蒙皮1之间隔热垫3，隔热垫3、内部骨架2和外蒙皮1同步装配。

隔热毡4通过粘接的方式安装在外蒙皮1的内表面，以达到吸收和隔绝热的作用。

隔热垫3为刚性隔热垫，具备高承载能力和高热阻性能。