[发明专利]抗烧蚀与耐高温的复合材料防护罩

说明书

本发明提供了飞行器的气动热防护技术领域一种抗烧蚀与耐高温的复合材料防护罩，包括耐烧蚀端头、抗烧蚀隔热涂层、固定分离机构以及承载结构；耐烧蚀端头固定设置在防护罩上，抗烧蚀隔热涂层固定设置在防护罩上，固定分离机构固定设置在防护罩上，承载结构固定设置在防护罩上。本发明通过设置采用碳纤维增强树脂基复合材料的承载结构，在相同力学结构要求下，防护罩的质量大幅下降，可以减少飞行器结构的消极重量。通过设置采用石英纤维增强树脂基复合材料的耐烧蚀端头位于防护罩前端，可以承受高温热气流冲刷。通过设置采用硅胶基轻质的抗烧蚀隔热涂层，在耐烧蚀、抗冲刷环境下，具有较好的韧性，能够抵御短时、高热流气流冲刷。

技术领域

本发明涉及飞行器的气动热防护技术领域，具体地，涉及一种抗烧蚀与耐高温的复合材料防护罩。

背景技术

飞行器在大气中飞行，防护罩用于保护飞行器受到气动力、气动热以及声谐振等有害环境的影响，并维持飞行器流线型气动外形，是飞行器重要组成部分。防护罩需要经历运输、发射、飞行等工况载荷，需有一定的结构性能和热性能要求。此外防护罩还要求与飞行器固定连接可靠，不影响飞行器正常工作，并能与飞行器快速分离。目前，国、内外此类飞行器的防护罩，多采用金属材料如钛合金、铝合金等，但存在如下缺点：(1)金属罩体质量较大，增加了飞行器结构的消极重量；(2)较重的金属罩体，增加了固定分离机构分离难度，如固定点多、分离能量大；(3)金属材料导热系数高，防隔热处理复杂；(4)金属材料耐环境性较差，长期使用寿命低；(5)罩体外形多为复杂曲面，加工难度大、制造成本高。

本发明能够克服金属防护罩存在的缺点，主体结构采用耐高温碳纤维增强树脂基复材制作，比强度、比模量高，耐温可达到200℃，在满足相同结构性能条件下，复合材料防护罩比钛合金防护罩减重60％；罩体前端为石英增强树脂基复材制作，可承受高温热气流冲刷；而外层采用硅基防隔热涂层，保证了主体结构短时抗烧蚀、耐高温要求。基于以上原因，抗烧蚀与耐高温复合材料防护罩具有良好气动外形，能耐高热气流冲刷，结构轻质高强，相对金属材料具有较好的抗腐蚀和耐环境性，抗烧蚀与耐高温复合材料防护罩的研发将成为飞行器气动热防护技术新的发展方向。因此，本发明设计简单，但实用性强，能够解决上述问题，实际使用效果更好。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种抗烧蚀与耐高温的复合材料防护罩。

根据本发明提供的一种抗烧蚀与耐高温的复合材料防护罩，包括耐烧蚀端头、抗烧蚀隔热涂层、固定分离机构以及承载结构；

所述耐烧蚀端头固定设置在所述防护罩上，所述抗烧蚀隔热涂层固定设置在所述防护罩上，所述固定分离机构固定设置在所述防护罩上，所述承载结构固定设置在所述防护罩上。

一些实施方式中，所述耐烧蚀端头固定设置在所述防护罩的前端。

一些实施方式中，所述耐烧蚀端头包括石英纤维增强树脂基复合材料的耐烧蚀端头，且所述耐烧蚀端头的高温拉伸强度不小于60MPa。

一些实施方式中，所述抗烧蚀隔热涂层涂抹设置在所述防护罩的内表面与外表面上。

一些实施方式中，所述抗烧蚀隔热涂层包括硅胶基轻质的抗烧蚀隔热涂层，且所述抗烧蚀隔热涂层的拉伸强度不小于2MPa。

一些实施方式中，所述固定分离机构胶接设置在所述防护罩内部，且所述固定分离机构连接设置在飞行器上。

一些实施方式中，所述固定分离机构包括上底座与下底座，所述固定分离机构通过所述上底座与所述下底座嵌入设置在所述承载结构内部。

一些实施方式中，所述承载结构的一端连接设置所述耐烧蚀端头。

一些实施方式中，所述承载结构包括碳纤维增强树脂基复合材料的承载结构，且所述承载结构的耐热度不低于200℃，所述承载结构的高温拉伸强度大于300MPa。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：