[发明专利]一种适用于地外天体起飞的航天器羽流导流装置

说明书

本发明公开了一种适用于地外天体起飞的航天器羽流导流装置，在上升级主发动机正下方的起飞平台上设计圆锥形导流装置，可以避免羽流喷射到起飞平台后被其反弹到发动机，从而保护发动机及起飞平台的热蚀；防热蒙皮材料采用高模量碳纤维材料，能够阻挡高温气流的侵入，达到防热效果；防热蒙皮下方设置增强框架，使防热蒙皮1具有足够的刚度和强度抵抗羽流的冲击；在起飞平台上增加羽流导流装置后，大量的发动机气动离子经羽流导流装置的导向四周，大大降低了对上升级的作用，从而提升了起飞稳定性。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种适用于地外天体起飞的航天器羽流导流装置。

背景技术

运载或导弹发射时产生的大量高速、高温燃气流对发射平台设备、发射装置和初始发射精度等都将产生程度不同的影响，主要包括力矩扰动和热蚀等影响。这与地外天体起飞航天器月面起飞发动机羽流导流面临的问题类似，两者主要的差异在于地外天体环境与地面环境的不同，尤其是地外天体的真空环境和地球大气环境对发动机羽流导流的影响差别非常大。

上升级主发动机在上升级和起飞平台构成的狭小空间内点火后，由于起飞平台上顶面对上升级主发动机羽流的“阻挡”，将有部分羽流被“反弹”到上升级。因此，上升级主发动机羽流将对上升级和起飞平台都产生力/力矩效应和热蚀效应，其主要影响表现为：

狭小空间内点火后，上升级主发动机将短时处于非自由流态的工作环境；

上升级主发动机羽流对上升级和起飞平台产生扰动力/力矩，影响起飞稳定性；

上升级主发动机羽流对起飞平台上表面和上升级下底面(含贮箱)产生短时、高热流环境。

通过合理设计地外天体起飞航天器导流装置，减少上述影响对上升级地外天体起飞上升任务的影响，确保工程上可接受，是地外天体起飞任务的关键环节之一。地外天体起飞航天器导流装置设计的主要技术难点包括：可供发动机羽流导流设计使用的质量资源非常有限；受上升级和起飞平台之间过渡空间所限，发动机羽流的排导空间相对有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种适用于地外天体起飞的航天器羽流导流装置，可以大大减小上升级主发动机羽流将对上升级和起飞平台产生的热蚀效应。

一种适用于地外天体起飞的航天器羽流导流装置，安装在起飞平台(10)的上升级主发动机正下方，包括防热蒙皮(1)和增强框架；

防热蒙皮(1)为圆锥形，锥角为140度；采用碳纤维材料；

增强框架包括横向加强框(4)和纵向加强梁(5)；横向加强框(4)为多个直径不同的圆形框架，固定在防热蒙皮(1)的内表面，各横向加强框(4)的圆心过导流装置顶点；纵向加强梁(5)为多个沿导流装置的椎体母线、并均匀分布的平直框架。

较佳的，增强框架采用碳纤维材料。

较佳的，增强框架与防热蒙皮(1)之间采用胶粘固定的方式。

较佳的，防热蒙皮(1)的边缘设置一圈安装面(2)，安装面(2)上加工有安装接口(3)，每个安装接口(3)上方为沉孔，螺钉(8)从沉孔进入，穿过安装接口(3)后与起飞平台(10)连接。

较佳的，所述安装接口(3)有12处，均布在安装面(2)的圆周上。

较佳的，螺钉(8)上方安装防热螺塞(6)，并涂覆硅橡胶(7)。

较佳的，所述羽流导流装置高度不高于180mm，水平包络不大于1000mm。

较佳的，所述羽流导流装置重量小于3公斤。

本发明具有如下有益效果：