[发明专利]一种芳纶蒙皮-纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法

权利要求书

1.一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构，其特征在于：该芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构作为航天器天线分系统的馈源支撑结构，该筒壳结构包括上法兰、筒身和下法兰；上法兰包括芳纶外蒙皮A、纸蜂窝夹芯A、芳纶内蒙皮A和连接接头A；筒身包括芳纶外蒙皮B、纸蜂窝夹芯B、芳纶内蒙皮B和连接接头B；下法兰包括芳纶外蒙皮C、纸蜂窝夹芯C、芳纶内蒙皮C和连接接头C；

所述上法兰的芳纶外蒙皮A和芳纶内蒙皮A之间为纸蜂窝夹芯A，连接接头A包括法兰盘A和连接柱A两部分，法兰盘A位于芳纶内蒙皮A上，连接柱A镶嵌在纸蜂窝夹芯A内；

所述筒身的芳纶内蒙皮B和芳纶外蒙皮B之间为纸蜂窝夹芯B，连接接头B包括法兰盘B和连接柱B两部分，法兰盘B位于芳纶外蒙皮B的外面，连接柱B镶嵌在纸蜂窝夹芯B内；

所述下法兰的芳纶外蒙皮C和芳纶内蒙皮C之间为纸蜂窝夹芯C，连接接头C包括法兰盘C和连接柱C两部分，法兰盘C位于芳纶内蒙皮C上，连接柱C镶嵌在纸蜂窝夹芯C内；

所述上法兰的芳纶外蒙皮A、筒身的芳纶内蒙皮B以及下法兰的芳纶外蒙皮C为一整体的C形圆壳蒙皮；

所述上法兰的芳纶内蒙皮A由两件半圆环A对接为一整环结构；

所述筒身的芳纶外蒙皮B为一圆壳结构，该圆壳结构具有一条贯穿高度方向的拼接缝，芳纶外蒙皮B在拼接缝两侧采取坡面搭接形式；

所述下法兰的芳纶内蒙皮C由两件对称的C形圆环B对接为一整环结构；

所述上法兰的芳纶内蒙皮A与筒身的芳纶外蒙皮B之间通过上加强层连接为一体，上加强层为L形圆壳。

2.根据权利要求1所述的一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构，其特征在于：上加强层由胶粘剂胶接芳纶纤维编织布形成。

3.根据权利要求1所述的一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构，其特征在于：所述下法兰的芳纶内蒙皮C与筒身的芳纶外蒙皮B之间通过下加强层连接为一体，下加强层为L形圆壳，下加强层由胶粘剂胶接芳纶纤维编织布形成。

4.一种使用权利要求1所述的芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构进行芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)制备C形圆壳蒙皮的成形模具：C形圆壳蒙皮的成形模具包括上盖、芯模、底盘以及连接紧固件和定位销钉，连接紧固件用于将上盖和底盘分别安装在芯模的两端；

所述上盖下表面、芯模外表面和底盘上表面所形成的表面为C形圆壳蒙皮的成形面，能够同步成形出上法兰的芳纶外蒙皮A、筒身的芳纶内蒙皮B以及下法兰的芳纶外蒙皮C；

(2)制备芳纶外蒙皮B的成形模具：芳纶外蒙皮B的成形模具为一圆锥阳模，该圆锥阳模外表面的形面尺寸与芳纶外蒙皮B的内表面对应；

(3)制备芳纶内蒙皮A的成形模具：芳纶内蒙皮A的成形模具为一圆盘模具，该圆盘模具上表面的平面尺寸与芳纶内蒙皮A的外表面对应；

(4)制备芳纶内蒙皮C的成形模具：芳纶内蒙皮C的成形模具为一圆盘模具，该圆盘模具上表面的平面尺寸与芳纶内蒙皮C的外表面对应；

(5)制备环氧树脂浸渍芳纶纤维编织布的预浸料；

(6)对步骤(5)得到的预浸料进行除湿操作，除湿操作完成后在预浸料表面覆盖保护膜；

(7)铺叠C形圆壳蒙皮：在C形圆壳蒙皮成形模具的成形面喷涂脱模剂；利用步骤(6)得到的预浸料，采取对接形式铺叠预浸料，每层预浸料的拼接缝互相错开，预浸料完全覆盖上盖的下表面、芯模的外表面和底盘的上表面，形成C形圆壳蒙皮层合体A；

(8)铺叠芳纶外蒙皮B：在芳纶外蒙皮B成形模具的外表面喷涂脱模剂；利用步骤(6)得到的预浸料，采取坡面搭接形式铺叠预浸料，形成芳纶外蒙皮B的层合体B；

(9)铺叠芳纶内蒙皮A：在芳纶内蒙皮A成形模具的上表面喷涂脱模剂；利用步骤(6)得到的预浸料，采取对接形式铺叠预浸料，形成芳纶内蒙皮A的层合体C；

(10)铺叠芳纶内蒙皮C：在芳纶内蒙皮C成形模具的上表面喷涂脱模剂；利用步骤(6)得到的预浸料，采取对接形式铺叠预浸料，形成芳纶内蒙皮C的层合体D；

(11)在热压罐中固化芳纶蒙皮：分别在步骤(7)得到的层合体A、步骤(8)得到的层合体B、步骤(9)得到的层合体C和步骤(10)得到的层合体D表面依次铺放透气材料、隔离材料、吸胶材料和透气毡，然后用真空袋膜和密封胶带封装真空系统，采取真空袋——热压罐法固化芳纶蒙皮，脱模后得到由芳纶外蒙皮A、芳纶内蒙皮B和芳纶外蒙皮C组成的C形圆壳蒙皮，以及芳纶外蒙皮B、芳纶内蒙皮A和芳纶内蒙皮C；

(12)对纸蜂窝夹芯进行热真空除气操作：选取与纸蜂窝夹芯A等高的纸蜂窝坯件，依据纸蜂窝夹芯A的外轮廓尺寸裁剪得到纸蜂窝夹芯A；选取与纸蜂窝夹芯B等高的纸蜂窝坯件，依据纸蜂窝夹芯B的平面展开尺寸裁剪得到纸蜂窝夹芯B；选取与纸蜂窝夹芯C等高的纸蜂窝坯件，依据纸蜂窝夹芯C的外轮廓尺寸裁剪得到纸蜂窝夹芯C；将得到的纸蜂窝夹芯A、纸蜂窝夹芯B和纸蜂窝夹芯C进行干燥后铺保护膜；

(13)组装芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构：将步骤(11)得到的C形圆壳蒙皮再次组装在C形圆壳蒙皮的成形模具上；然后在步骤(11)得到的C形圆壳蒙皮和芳纶外蒙皮B、芳纶内蒙皮A、芳纶内蒙皮C的胶接面涂敷胶粘剂；在C形圆壳蒙皮外表面放置步骤(12)得到的纸蜂窝夹芯A、纸蜂窝夹芯B和纸蜂窝夹芯C，然后采取拼接缝处进行坡面搭接的形式在筒身的纸蜂窝夹芯B外放置芳纶外蒙皮B，采取拼接缝处进行对接的形式在上法兰的纸蜂窝夹芯A外放置芳纶内蒙皮A，在下法兰的纸蜂窝夹芯C外放置芳纶内蒙皮C；最后，将连接接头A镶嵌在纸蜂窝夹芯A内、连接接头B镶嵌在纸蜂窝夹芯B内、连接接头C镶嵌在纸蜂窝夹芯C内，得到组合体；

(14)在热压罐中固化芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构：在步骤(13)得到的组合体表面依次铺放透气氟布和透气毡，然后用真空袋膜和密封胶带封装真空系统，采取真空袋——热压罐法固化芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构，脱模后得到芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构半成品；

(15)胶接上加强层和下加强层：在步骤(14)得到的芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构半成品上，利用胶粘剂在上法兰的芳纶内蒙皮A与筒身的芳纶外蒙皮B之间胶接L形的芳纶纤维编织布，在下法兰的芳纶内蒙皮C与筒身的芳纶外蒙皮B之间胶接L形的芳纶纤维编织布，室温下施加设定压力，待胶粘剂固化后得到最终产品。