[发明专利]一种复合材料整流罩对接框密封结构及其设计方法

说明书

本发明提供了一种复合材料整流罩对接框密封结构，包括整流罩对接上框、整流罩对接下框、密封层、若干的爆炸螺栓、爆炸螺栓盒以及垫片，所述的密封层位于所述的整流罩对接上框与整流罩对接下框之间的间隙中，所述的整流罩对接上框与所述的整流罩对接下框通过所述的爆炸螺栓相连，爆炸螺栓的外围设置有爆炸螺栓盒，所述的爆炸螺栓盒的下方均设置有垫片，所述的垫片位于整流罩对接上框与整流罩对接下框之间的间隙中。本发明所述的复合材料整流罩对接框密封结构的设计方法区分了结构相互挤压、变形协调中的主要影响因素和次要影响因素，抓住了设计要点，降低了设计周期和成本。

技术领域

本发明属于航天领域，尤其是涉及一种复合材料整流罩对接框密封结构及其设计方法。

背景技术

整流罩用于保护卫星及其它有效载荷，以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响，是航天飞行器的重要组成部分。整流罩一般为蚌壳式(两半)结构，由端头、前锥段、圆筒段、倒锥段和纵向及横向分离机构等组成。火箭整流罩由两个半罩构成，两个半罩在对接面有对接框用于连接，通过对接口两侧的爆炸螺栓盒将对接框连接。

整流罩两半罩通过爆炸螺栓连接，两个半罩的对接框挤压对接面上的硅橡胶实现密封，硅橡胶的弹力可能导致对接框明显翘起变形，复合材料整流罩罩体和对接框是一体成型结构，这种成型方法可以减轻重量提升性能，但试错成本高。因此在前期方案设计阶段定量计算并降低复合材料整流罩对接框的翘起变形，是复合材料胶条密封整流罩密封设计的重要环节。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种复合材料整流罩对接框密封结构及其设计方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种复合材料整流罩对接框密封结构，包括整流罩对接上框、整流罩对接下框、密封层、若干的爆炸螺栓，所述的密封层位于所述的整流罩对接上框与整流罩对接下框之间的间隙中，所述的整流罩对接上框与所述的整流罩对接下框通过所述的爆炸螺栓相连，爆炸螺栓的外围设置有爆炸螺栓盒，所述的爆炸螺栓盒的下方均设置有垫片，所述的垫片位于整流罩对接上框与整流罩对接下框之间的间隙中。垫片的尺寸决定了对接框的密封效果。

进一步，所述的垫片为金属材质；所述的密封层的材质为硅橡胶。

进一步，所述的密封层的长度为垫片长度的五倍以上。所述的密封层与整流罩对接下框粘接。

一种所述的复合材料整流罩对接框密封结构的设计方法，包括如下步骤：

(1)进行不同尺寸的小试实验，建立L1、H2与M1的数据库；

(2)根据对接框实际的平整度计算H2；

(3)根据的限定的挠度V1与已知的L2计算M1的值；

(4)将得到的H2与M1的值代入至所述的数据库中，得到对应的L1即成。

进一步，所述的L1为垫片长度的一半(垫片关于爆炸螺栓轴线对称)或爆炸螺栓轴线一侧的长度(垫片关于爆炸螺栓轴线非对称)，L2为密封层长度的一半，H2为密封层厚度，M1为整流罩对接上框、下框在垫片与密封层的接触点的弯矩值，V1为整流罩对接上框、下框的挠度之和。

进一步，所述的步骤(2)的H2通过如下公式计算得出：

H2＝H1+ΔH2+(dH1+dH2) (1)。

进一步，所述的dH1为整流罩对接上框的实际平面度；所述的dH2为整流罩对接下框的实际平面度；所述的ΔH2为预压缩量；所述的H1为垫片厚度。

进一步，所述的步骤(3)的L2为所述的L1的5倍以上。

进一步，所述的步骤(3)的M1通过如下公式计算得出：