一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构的制作方法

本发明属于防热结构设计，具体涉及一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构，适用于高速飞行器执行机构舵系统的局部防热减阻。

背景技术：

1、高速飞行器舵系统相关执行机构所处的热环境十分恶劣，为了优化气动流场、热环境条件，实现对空气舵舵轴结构的热防护，现有技术中一般通过在弹体外表面安装局部整流结构的方式进行整流防热设计。

2、目前大部分大型飞行器的整流结构局部凸起高度较大，虽然实现了防热功能，但加大了气动阻力，从而对射程、速度等性能指标的优化带来影响，同时整流结构为单独结构零件，增加了产品种类数量及总装过程的复杂性，有必要做出改进。

技术实现思路

1、本发明提供一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构，目的是解决现有技术中高速飞行器的整流结构局部凸起高度大，气动阻力大，制造安装难度大的问题。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

3、一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构，包括舱体防热套结构、变曲面减阻防热一体结构、防热螺钉和舵轴防热结构；

4、舱体防热套结构的外形为圆柱状，采用缠绕成型并通过套装工艺安装于舱体的壳体结构上，覆盖在舱体大面积圆柱面表面；

5、变曲面减阻防热一体结构包括变曲面过渡段和等截面梯形段；变曲面过渡段和等截面梯形段为对称的一体式结构，分别通过防热螺钉沿垂向可拆卸固定在舱体防热套结构的外表面；舱体防热套结构和变曲面减阻防热一体结构上开设有安装孔，用于安装防热螺钉，其中舱体防热套结构开设的安装孔为螺纹盲孔，变曲面减阻防热一体结构上开设的安装孔为锥状通孔；

6、舱体防热套结构和等截面梯形段上开设有开设有舵轴安装孔，舵轴防热结构套装于舵轴上，舵轴防热结构和舵轴贯穿等截面梯形段和舱体防热套结构的舵轴安装孔后连接舵机，舵轴的空气舵根弦面与等截面梯形段的外表面之间距离为3.5mm～4mm；

7、等截面梯形段的上表面与舵轴的轴线垂直，斜面与上表面交接处倒圆角，上表面与舱体防热套结构外表面的最小距离为7mm；变曲面过渡段的后端截面与等截面梯形段的截面一致，前端为与舱体防热套结构外表面一致的圆形，整体结构为变曲面平滑过渡；

8、防热螺钉包括螺杆和螺帽，螺帽与螺杆连接的部分为锥状，与变曲面减阻防热一体结构的锥状通孔锥角一致，螺帽的顶部外形与所在安装位置的变曲面减阻防热一体结构外形一致。

9、作为优选方案，等截面梯形段的上表面与舵轴的轴线垂直，斜面与上表面的夹角为27°。

10、作为优选方案，等截面梯形段上的舵轴安装孔开设在距前端面75mm处。

11、作为优选方案，变曲面减阻防热一体结构和舱体防热套结构的接触面上及防热螺钉的螺纹处还均匀涂抹有粘接胶。

12、作为优选方案，粘接胶的材料为sg200。

13、作为优选方案，舱体防热套结构材料为spq/酚醛缠绕，舱体结构材料采用镁合金。

14、作为优选方案，变曲面减阻防热一体结构和防热螺钉的材料均为高硅氧/酚醛模压。

15、作为优选方案，舵轴防热结构的材料为石英/酚醛编织。

16、作为优选方案，舵轴的材料为钛合金。

17、本发明所取得的有益技术效果是：

18、可以满足对舵轴及周围弹体的防隔热功能，与现有技术相比，还有效优化了飞行器表面凸起物的气动整流形式，优化空气舵气动流场，从而降低舵轴及弹体周围区域的恶劣热环境。通过分体式连接安装于弹体大面积防热结构表面，降低了加工安装难度，提高了总装操作性，解决了现有高速飞行器的整流结构局部凸起高度大，气动阻力大，制造安装难度大的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。

技术特征：

1.一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构，其特征在于，包括舱体防热套结构(1)、变曲面减阻防热一体结构(2)、防热螺钉(3)和舵轴防热结构(4)；

2.根据权利要求1所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述等截面梯形段(22)的上表面与舵轴的轴线垂直，斜面与上表面的夹角为27°。

3.根据权利要求1所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述等截面梯形段(22)上的舵轴安装孔开设在距前端面75mm处。

4.根据权利要求1所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述变曲面减阻防热一体结构(2)和舱体防热套结构(1)的接触面上及防热螺钉(3)的螺纹处还均匀涂抹有粘接胶(6)。

5.根据权利要求4所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述粘接胶(6)的材料为sg200。

6.根据权利要求1～5其中任意一项所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述舱体防热套结构(1)材料为spq/酚醛缠绕，舱体结构材料采用镁合金。

7.根据权利要求1～5其中任意一项所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述变曲面减阻防热一体结构(2)和防热螺钉(3)的材料均为高硅氧/酚醛模压。

8.根据权利要求1～5其中任意一项所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述舵轴防热结构(4)的材料为石英/酚醛编织。

9.根据权利要求1～5其中任意一项所述的舵轴防护结构，其特征在于，所述舵轴的材料为钛合金。

技术总结
本发明提出一种圆梯形过渡变曲面减阻防热一体化的舵轴防护结构，属于防热结构设计技术领域，包括舱体防热套结构、变曲面减阻防热一体结构、防热螺钉和舵轴防热结构；舱体防热套结构的外形为圆柱状；变曲面减阻防热一体结构包括变曲面过渡段和等截面梯形段，通过防热螺钉固定；等截面梯形段的上表面与舵轴的轴线垂直，斜面与上表面交接处倒圆角；变曲面过渡段的后端截面与等截面梯形段的截面一致，前端为与舱体防热套结构外表面一致的圆形，整体结构为变曲面平滑过渡；防热螺钉包括螺杆和螺帽，螺帽的顶部外形与变曲面减阻防热一体结构外形一致。本发明解决了现有高速飞行器的整流结构局部凸起高度大，气动阻力大，制造安装难度大的问题。

技术研发人员：金玲,丛彦超,赵鹏飞,张程,陈星星,程运江,王沛,雷雪媛,王曦煜,蔡毅鹏,刘娟,许泽宇,聂青,王聪伟,卞亚东,宋磊,张子杨,单亦姣,刘轩秀,臧健,陈春雨,高宽,刘晓明,王翔宇,邰艳芳,田红侠,高超
受保护的技术使用者：中国运载火箭技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15