多层隔热组件固定结构

1.本发明涉及空间光学遥感器热控技术领域，特别涉及一种多层隔热组件固定结构。


背景技术：

2.目前航天器上通常使用多层反射屏隔热材料，或称之为多层隔热材料。多层隔热材料具有极好的隔热性能，理论上其当量导热系数能达到10-5
w/m
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℃的量级，材料重量很轻，没有粉尘，不会对周围环境造成污染。在航天器上普遍应用低温多层隔热组件的常用安装方式有尼龙网兜扎、尼龙搭扣搭接和销钉-压片组件固定。
3.尼龙网兜扎一般用于形状复杂构件(圆柱体、圆锥体)的多层隔热组件固定，由于被包覆对象多为结构不规则，尼龙网兜扎的松紧度控制困难，导致多层隔热组件的隔热性能下降。
4.尼龙搭扣搭接易于多次拆装，靠搭扣的“勾”“毛”进行粘接，牢固度有限；且固定位置的搭扣要与多层缝制在一起，此处的多层处于压紧状态，隔热性能下降，尼龙搭扣搭接位置也容易产生漏热。
5.销钉-压片组件的固定方式，销钉头部一般暴露于冷黑空间，尾部则固定于结构件上，热量通过销钉传导会导致结构件的漏热；压片固定处的多层处于压紧状态，也会导致该区域多层的隔热能力下降。
6.目前大口径空间光学遥感器承力筒存在结构复杂(曲面结构不规则)、自身温度稳定性要求高(要求结构表面包覆的多层隔热材料对空间外热流的隔热能力强)、以及在光路中对多层固定可靠度要求高(多层脱落，直接影响光学成像)的问题。


技术实现要素：

7.鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种多层隔热组件固定结构，通过空心钛合金螺钉、聚酰亚胺衬套、碳纤维垫片的组合进行隔热和固定，具有对多层隔热组件的松散度控制好、漏热少且固定强度高的优点。
8.为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：本发明提供一种多层隔热组件固定结构，包括：固定组件、隔热衬套、第一隔热垫片、第二隔热垫片、多层隔热组件和结构件；固定组件包括：钛合金螺帽、钛合金螺柱、钛合金螺母；钛合金螺帽和钛合金螺柱为一体式结构，钛合金螺柱为空心圆柱形结构，钛合金螺柱依次穿过第二隔热垫片、结构件和多层隔热组件；第二隔热垫片与结构件的下表面进行接触；钛合金螺柱的外表面包覆有隔热衬套；隔热衬套的底部与结构件的上表面进行接触，顶部与第一隔热垫片进行接触；第一隔热垫片的中心孔穿过钛合金螺柱，与隔热衬套和多层隔热组件进行接触。
9.钛合金螺母位于第一隔热垫片的上方，通过钛合金螺母与钛合金螺柱进行螺纹连接，对多层隔热组件进行固定。
10.优选地，钛合金螺帽和钛合金螺母的表面进行黑色阳极氧化处理，红外发射率ε≥0.85；多层隔热组件固定结构中钛合金螺母处承受的水平拉力范围为：0~100n；在水平拉力范围内所述多层隔热组件固定结构不脱落。
11.优选地，钛合金螺柱壁厚为0.2mm~0.3mm，长度为12mm~15mm。
12.优选地，隔热衬套为聚酰亚胺材料。
13.优选地，第一隔热垫片和第二隔热垫片为碳纤维材料，厚度0.2mm~0.5mm。
14.优选地，多层隔热组件的中心孔直径比隔热衬套的直径大1~2mm。
15.优选地，第二隔热垫片与结构件的底部进行接触，接触面涂抹有gd414硅橡胶。
16.与现有的技术相比，本发明具有以下优点：1.本发明通过具体的结构件形状、尺寸、使用多层的单元数(不同单元数对应不同的自然状态下厚度)对螺钉长度，衬套外径和垫片尺寸的控制，可以有效控制多层的松散度，保证隔热效果；且固定强度大；2. 本发明利用空心钛合金螺钉、聚酰亚胺衬套、碳纤维垫片的串联高热阻(对比同尺寸铆钉固定结构增大1~2倍，漏热降低50%~70%)，大大降低了固定结构向冷黑空间的漏热；3.本发明通过聚酰亚胺衬套支撑，固定位置的多层未被压紧，保持蓬松状态，保证了隔热性能。
附图说明
17.图1是根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的整体示意图。
18.图2是根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的剖面示意图。
19.图3是根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的结构示意图。
20.其中的附图标记包括：钛合金螺帽1、钛合金螺柱2、隔热衬套3、第一隔热垫片4、钛合金螺母5、多层隔热组件6、第二隔热垫片7和结构件8。
具体实施方式
21.在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
23.图1示出了根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的整体示意图。
24.图2示出了根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的剖面示意图。
25.图3示出了根据本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构的结构示意图。
26.如图1-3所示，本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构包括：
固定组件、隔热衬套3、第一隔热垫片4、多层隔热组件6、第二隔热垫片7和结构件8。
27.固定组件包括：钛合金螺帽1、钛合金螺柱2、钛合金螺母5。
28.钛合金螺帽1和钛合金螺柱2为一体式结构，钛合金螺帽1的表面进行黑色阳极氧化处理，红外发射率ε≥0.85；钛合金螺柱2为空心圆柱形结构，壁厚为0.2mm~0.3mm，柱长为12mm~15mm。
29.钛合金螺柱2依次穿过第二隔热垫片7、结构件8和多层隔热组件6。第二隔热垫片7位于钛合金螺帽1的上方，第二隔热垫片7与结构件8的下表面进行接触，接触面涂抹gd414硅橡胶，用于防止松动。结构件8的材料为钛合金或碳纤维。
30.多层隔热组件6进行预打孔处理，孔径大于隔热衬套3的直径1~2mm，多层隔热组件6打孔位置用于穿过钛合金螺柱2和隔热衬套3。
31.钛合金螺柱2的外表面包覆有隔热衬套3；隔热衬套3为聚酰亚胺材料，镶嵌于紧固件螺柱，其高度根据固定的多层隔热组件6自然状态下厚度确定（通常20单元1膜1网多层隔热组件厚度在8mm）。隔热衬套3用于降低热量传输，同时保证多层隔热组件处于蓬松状态，当多层隔热组件处于蓬松状态时，更利于进行隔热。
32.隔热衬套3的底部与结构件8的上表面进行接触，顶部与第一隔热垫片4进行接触。第一隔热垫片4的中心孔穿过钛合金螺柱2，第一隔热垫片4的直径大于隔热衬套3的直径，与隔热衬套3和多层隔热组件6进行接触。
33.第一隔热垫片4与第二隔热垫片7均为碳纤维材料，厚度0.2mm~0.5mm；第一隔热垫片4与第二隔热垫片7也用于进一步增加隔热效果。
34.钛合金螺母5位于第一隔热垫片4的上方，通过钛合金螺母5与钛合金螺柱2进行螺纹连接，对多层隔热组件6进行固定。钛合金螺母5的表面进行黑色阳极氧化处理，红外发射率ε≥0.85。
35.在本发明实施例提供的多层隔热组件固定结构中的漏热过程为：航天器结构发出热量后的传输顺序分别为：第二隔热垫片7
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钛合金螺帽1
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空心钛合金螺柱2
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钛合金螺母5；第二隔热垫片7
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钛合金螺帽1
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空心钛合金螺柱2
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隔热衬套3
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第一隔热垫片4
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钛合金螺母5。
36.本发明通过空心钛合金螺钉、聚酰亚胺衬套、两个碳纤维垫片等高热阻(对比同尺寸铆钉固定结构增大1~2倍)，大大降低了多层固定结构向冷黑空间的漏热；尤其是聚酰亚胺衬套的设置，在保证结构稳定的同时也能是多层隔热组件处于蓬松状态，增大了隔热效果。
37.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
38.以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。