[实用新型]一种高超声速飞行器超高温端头热密封结构

说明书

本实用新型涉及高超声速飞行器热防护技术领域，公开了一种高超声速飞行器超高温端头热密封结构，包括固定于飞行器端头帽近端的热阻转接板一和固定于飞行器的铝合金壳体前端的热阻转接板二；热阻转接板一与热阻转接板二之间通过连接螺钉固定连接；端头帽边缘与铝合金壳体边缘对接部位通过迷宫槽搭接；铝合金壳体外壁由内至外依次设置有气凝胶隔热层和舱体外防热层。本实用新型的端头帽与舱体铝合金壳体采用转接板连接，铝合金壳体与端头帽连接面为搭接迷宫槽结构，外表面连接与内表面搭接面位置错开，减小舱体外防热层受热膨胀的影响，从而减小舱体外防热层热应变，并减少热气流向舱体内部传热，有效实现了热密封，保证了结构的安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及高超声速飞行器热防护技术领域，具体涉及一种高超声速飞行器超高温端头热密封结构。

背景技术

高超声速飞行器在返回再入大气过程中，面临的气动加热环境非常恶劣，如图3所示，飞行器表面最高温度达到2500K左右，飞行器端头和迎风面等部位面临气动热环境气动加热时间长，总加热量大；同时，为适应长时间的安全飞行，飞行器上机载电子设备对飞行器内部工作温度环境要求极为苛刻。在严酷的舱内、外热环境条件下，如何保证高超声速飞行器的局部及整体热安全，已成为飞行器研制急需解决的关键技术之一。

在一般情况下，根据高超声速飞行器表面气动加热特点，不同飞行器位置的热防护要求不同，选用的材料不同，飞行器端头采用难熔金属进行防热设计，飞行器舱体采用“C/SiC防热层+气凝胶隔热层+铝合金承力骨架”的防热设计，这些防热设计都能较好的保证飞行器结构的安全，但是超高温金属端头、舱体外壁与内壁的热密封问题却难以有效地解决。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型提供一种高超声速飞行器超高温端头热密封结构，端头帽与舱体铝合金壳体采用转接板连接，铝合金壳体与端头帽连接面为搭接迷宫槽结构，外表面连接与内表面搭接面位置错开，减小舱体外防热层受热膨胀的影响，从而减小舱体外防热层热应变，并减少热气流向舱体内部传热，有效实现了热密封，保证了结构的安全可靠。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种高超声速飞行器超高温端头热密封结构，包括固定于飞行器端头帽近端的热阻转接板一和固定于飞行器的铝合金壳体前端的热阻转接板二；端头帽与热阻转接板一之间、铝合金壳体与热阻转接板二之间、热阻转接板一与热阻转接板二之间均通过连接螺钉固定连接；端头帽边缘与铝合金壳体边缘对接部位通过迷宫槽搭接；铝合金壳体外壁由内至外依次设置有气凝胶隔热层和舱体外防热层。

进一步地，端头帽与舱体外防热层对接部位设置外密封槽，采用石英棉填充型石英纤维套管材料进行外密封；端头帽与舱体承力壳体部位设计内密封槽，采用硅橡胶板进行密封。

进一步地，端头帽采用钨渗铜材料制得，端头帽结构长100mm，驻点位置厚度为30mm，大面积区域厚度为10mm。

进一步地，舱体外防热层为6mm厚的C/SiC材料；气凝胶隔热层厚度为 10mm。

进一步地，铝合金壳体的两个端头处设置有环状且沿端头边缘外壁贴合的硅橡胶应变隔离层；硅橡胶应变隔离层位于舱体外防热层与铝合金壳体之间，气凝胶隔热层位于铝合金壳体、两个硅橡胶应变隔离层和舱体外防热层合围成的密闭腔室内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型的端头帽与舱体铝合金壳体采用转接板连接，铝合金壳体与端头帽连接面为搭接迷宫槽结构，外表面连接与内表面搭接面位置错开，减小舱体外防热层受热膨胀的影响，从而减小舱体外防热层热应变，并减少热气流向舱体内部传热，有效实现了热密封，保证了结构的安全可靠。