[发明专利]一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构

说明书

本发明公开了一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构，包括舱体和舱门，舱门连接在舱体上，舱门对舱体实现开启和闭合，舱门为两扇对称对开式结构，每扇舱门包括内蒙皮、外蒙皮、主承力梁、蜂窝芯子、加强筋以及热防护结构，蜂窝芯子位于内蒙皮、外蒙皮之间，在蜂窝芯子与外蒙皮的接触位置上开设导流槽，在蜂窝芯子之间布置加强筋，加强筋连接在两个主承力梁，主承力梁上均布设置三个舱门锁，两扇舱门闭合时实现互相锁紧；热防护结构设置在外蒙皮上，采用交错布局，热防护结构表面自然环境下水汽回吸量≤0.15％。使有效载荷舱门结构刚度高、结构的兼容性、密封性好，同时满足整体化、轻质化要求。

技术领域

本发明涉及一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构，特别涉及一种带有大尺寸有效载荷舱门的空间舱结构，属于飞行器结构设计领域。

背景技术

轨道飞行器为可长期在轨停留、空天往返、机动变轨的具备综合作战能力的武器平台，有效载荷舱是飞行器执行空间任务的设备容器，是发射和回收时保护有效载荷安全的关键部件，需要适应飞行器入轨、轨道机动和再入返回三个阶段的不同工况。其中有效载荷舱位于飞行器中舱段，通过舱门机构实现重复展收与锁紧。根据飞行器的任务剖面需求，要求空间舱门系统还需具备气动承载、热防护、热密封、空间防护等特点。

有效载荷舱是有效载荷、太阳能电池阵等重要系统和单机安装的重要安装载体，是飞行器结构设计中最为重要的组成部分。飞行器在再入返回阶段，舱门受到的内外压差相对较大，且有效载荷舱门结构尺度较大，因此有效载荷舱门结构高刚度、整体化、轻质化的设计需求显得尤为重要。另外，有效载荷舱门要求能够在空间进行多次展收，并且能够承受再入返回时的飞行环境，因此，有效载荷舱门结构设计还需考虑空间要求、与周围结构机构的兼容性以及严苛的热密封要求，是一个典型的多约束条件下的优化设计问题，没有有效、快速、可行的设计方法和技术，不可能实现方案的优化设计和满足轨道飞行器对有效载荷舱门系统的使用要求。

针对上述轨道飞行器对舱门的特殊要求，需要对载荷舱门进行优化设计。

发明内容

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构，使有效载荷舱门结构刚度高、结构的兼容性、密封性好，同时满足整体化、轻质化要求。

本发明的技术解决方案：

一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构，包括舱体和舱门，舱门连接在舱体上，舱门对舱体实现开启和闭合，舱门为两扇对称对开式结构，每扇舱门包括内蒙皮、外蒙皮、主承力梁、蜂窝芯子、加强筋以及热防护结构，

蜂窝芯子位于内蒙皮、外蒙皮之间，在蜂窝芯子与外蒙皮的接触位置上开设导流槽，在蜂窝芯子之间布置加强筋，加强筋连接在两个主承力梁，主承力梁上均布设置三个舱门锁，两扇舱门闭合时实现互相锁紧；

热防护结构设置在外蒙皮上，采用交错布局，热防护结构表面自然环境下水汽回吸量≤0.15％，

舱体上端为大开口结构，大开口结构四周分别对称设置舱门支撑梁和舱门隔框，舱门的主承力梁通过均布设置的三个铰链与舱门支撑梁连接，舱门展收机构固定在舱门支撑梁和舱门隔框上，控制舱门打开、闭合；

舱门与舱门隔框、舱门支撑梁之间设置双重热密封结构，舱门隔框、舱门支撑梁与舱门的接触位置均设置第一重热密封；

在舱门支撑梁和舱门隔框上，对应设置有密封支撑梁和密封支撑框，密封支撑框和密封支撑梁上设置有凹槽，用来放置热密封弹性元件，构成第二重热密封，通过热密封弹性元件的回弹性进一步保证外部热气流不能进入舱内。

导流槽宽度为1～2mm，导流槽的深度为2～3mm。

热防护结构的材料挥发性总质量损失≤0.5％。

热防护结构的材料易挥发性物质含量≤0.1％。