[发明专利]纤维缠绕固化火箭发动机多相绝热层成型方法

说明书

本发明公开了一种纤维缠绕固化火箭发动机多相绝热层成型方法，所述多相绝热层由耐烧蚀的三元乙丙及酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体共同组成，一方面在不增加绝热层厚度的情况下可提高绝热材料的抗烧蚀性，减少了发动机壳体的消极质量，提高了发动机的质量比；另一方面采用多层贴片的方式及夹层结构的设计，成型的多相绝热材料具有较好的工艺性；两次预压，一方面排出两种绝热材料之间及三元乙丙胶片层之间的气体，另一方面保证酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体与上、下位置的绝热层界面贴合良好，防止三元乙丙与酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体多相绝热材料之间出现鼓包、夹气、脱粘等缺陷。

技术领域

本发明属于纤维缠绕固体火箭发动机内绝热材料制作领域，具体地指一种纤维缠绕固化火箭发动机多相绝热层成型方法。

背景技术

内绝热层材料作为固体火箭发动机燃烧室的保护层，具有耐高温烧蚀，抗高速热流冲刷及良好的力学性能，防止高温、高压燃气降低壳体强度和危及其结构完整性，对其燃烧室壳体起隔热和热防护作用，是保证火箭发动机正常工作的关键组成部分。

近年来，随着高性能火箭发动机的新需求，高速和高过载正在成为高性能战术导弹的重要发展趋势，对绝热材料的长时间、耐氧化和抗冲刷性能要求更为苛刻；若提高发动机的耐烧蚀性可从两个方面进行，一方面可通过增加绝热材料的厚度，但厚度增加会提高发动机消极质量，从而导致发动机质量降低；另一方面可通过采用更耐烧蚀的材料进行绝热层的制备。

发明内容

本发明的目的就是要针对上述技术的不足，提供了一种既能保证绝热层厚度又能提高耐烧蚀性能的纤维缠绕固化火箭发动机多相绝热层成型方法。

为实现上述目的，本发明所设计的纤维缠绕固化火箭发动机多相绝热层成型方法，所述多相绝热层由耐烧蚀的三元乙丙及酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体共同组成，成型方法包括以下步骤：

1)芯模表面处理

清理用于发动机壳体成型的芯模表面的灰尘，在其表面缠绕或张贴一层聚四氟乙烯层；

2)第一次预处理

2a)预烘：将预固化好的酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体放入烘箱中进行预烘，预烘过程为80～100℃/2～4h；

2b)预热：调整加热平台温度至5±10℃，将取多张三元乙丙胶片及预烘后的一个酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体放置至加热平台上进行预热；

3)第一次贴片

3a)刷胶：在芯模的聚四氟乙烯层表面及步骤3b)中多张三元乙丙胶片的一表面各预刷涂一层对应界面的胶粘剂，晾至不粘手状态；

3b)三元乙丙胶片贴片：将步骤3a)中的第一张三元乙丙胶片的刷胶面贴至芯模聚四氟乙烯层的刷胶面；在第一张三元乙丙胶片的另一面刷胶粘剂，将步骤3a)中的第二张三元乙丙胶片的刷胶面贴至第二张三元乙丙胶片的刷胶面上；依次张贴直至步骤3a)中的最后一张三元乙丙胶片的刷胶面贴至倒数第二张三元乙丙胶片的刷胶面上；

3c)刷胶：在已张贴在芯模表面上最外层三元乙丙胶片的另一表面及酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体表面进行相应胶粘剂的刷涂；刷涂后进行晾置至不粘手状态；

3d)酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体固定：首先使用聚四氟乙烯胶带将酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体的宽度位置固定至芯模表面最外层三元乙丙胶片待张贴位置表面；

3e)酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体贴片：将酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体沿周向进行张贴，张贴时进行赶气，保证酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体与下方三元乙丙胶片贴合，最终将酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体首尾相接，此时取下固定酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体的聚四氟乙烯胶带，并在酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体首尾相接处使用聚四氟乙烯胶带进行粘贴、固定；

4)第一次预压和预烘