一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构的制作方法

本发明属于高速飞行器结构连接，尤其涉及一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构。

背景技术：

1、随着先进飞行器飞行工况与飞行速度的不断提高，飞行器面临高热气流冲刷表面的结构连接需求。结构连接适用对象通常为金属或非金属的螺栓或螺母形式紧固件。其中，金属紧固件连接强度高、安装工艺性好，但由于耐温相对非金属较低，同时为安装钉头常留有六角形、一字型或内六角型接口。该安装结构容易在气流冲刷下发生烧蚀失效。此外金属热导率较高，从钉头向内通过螺栓传热会引发引发连接结构超温失效，因此金属紧固件通常只用于热环境较缓和的部位，或采用外部隔热堵头等措施进行保护；非金属紧固件常采用耐高温的复合材料进行制备，但非金属材料的断裂韧性相对金属较低，同时安装过程容易因反复拆装出现损坏或裂纹，连接强度也较金属更低，使役环境受限，且成本通常较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，解决飞行器外表面连接结构中金属紧固件不能满足高温气流使用条件的技术问题，在满足加工便利性的前提下，实现抗冲刷耐烧蚀隔热的紧固连接。

2、本发明的计技术方案是，一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构包括螺柱1、钉头2、内隔热垫3和堵头4；

3、螺柱1为t形，t形上端端面中心处设置有圆形凸台，t形下端设置有螺纹；所述钉头2为凹形结构，内隔热垫3装入钉头2的凹形内，钉头2的凹形扣装螺柱1t形上端的圆形凸台外周上，即形成止口连接方式，螺柱1与钉头2固定连接。

4、所述钉头2的凹形底部设置有安装孔，安装孔为安装工艺孔，钉头与螺杆连接后，堵头4安装在钉头2上的安装孔内，且堵头4上表面与钉头2上表面平齐。

5、所述内隔热垫3采用隔热能力强于钉头2的隔热类材料，或者采用空气。

6、所述堵头4采用非金属材料、金属材料或腻子。

7、本发明的有益效果是，1、本发明采用一体化内隔热复合结构，相对现有金属螺栓能够跨数量级的减少钉头向安装结构内部输入的热量，仿真分析表明，对于高速飞行器，采用本发明方案能够降低钉头向内传热量达80％；

8、2、本发明与传统扳拧钉头相比，由于钉头采用无缝式结构，极大改善了钉头在高速气流冲刷下的锐边高温积聚问题，试验表明，在特定条件下钉头温度降低超过100℃。

技术特征：

1.一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，其特征是：该复合螺栓结构包括螺柱(1)、钉头(2)、内隔热垫(3)和堵头(4)；

2.按照权利要求1所述一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，其特征在于：所述钉头(2)的凹形底部设置有安装孔，安装孔为安装工艺孔，钉头与螺杆连接后，堵头(4)安装在钉头(2)上的安装孔内，且堵头(4)上表面与钉头(2)上表面平齐。

3.按照权利要求1所述一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，其特征在于：所述内隔热垫(3)采用隔热能力强于钉头(2)的隔热类材料，或者采用空气。

4.按照权利要求1所述一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，其特征在于：所述堵头(4)采用非金属材料、金属材料或腻子。

技术总结
本发明提供一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构，本发明的计技术方案是，一种头部无缝式内隔热复合螺栓结构包括螺柱(1)、钉头(2)、内隔热垫(3)和堵头(4)；螺柱(1)为T形，T形上端端面中心处设置有圆形凸台，T形下端设置有螺纹；所述钉头(2)为凹形结构，内隔热垫(3)装入钉头(2)的凹形内，钉头(2)的凹形扣装螺柱(1)T形上端的圆形凸台外周上，即形成止口连接方式，螺柱(1)与钉头(2)固定连接。本发明解决飞行器外表面连接结构中金属紧固件不能满足高温气流使用条件的技术问题，在满足加工便利性的前提下，实现抗冲刷耐烧蚀隔热的紧固连接。

技术研发人员：罗俊航,蔡逸如,霍浩亮,褚汶达,李明春,李东泽
受保护的技术使用者：北京空天技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17