[發(fā)明專利]一種航天伺服機構(gòu)貼合式可穿戴熱防護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611241257.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106870878B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹傳威;張曉莎;王增;李凌云;姜濤;趙同
• 申請（專利權(quán)）人: 北京精密機電控制設(shè)備研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: F16L59/02
• 分類號: F16L59/02;F16L59/10;G06F17/50;F02K9/60;F02K9/80
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

一種航天伺服機構(gòu)貼合式可穿戴熱防護方法，(1)根據(jù)航天伺服機構(gòu)的產(chǎn)品外形及空間布局，將伺服機構(gòu)后段和伺服機構(gòu)前段分別進行熱防護；(2)設(shè)計熱防護衣；其中伺服機構(gòu)后段采用結(jié)構(gòu)B進行熱防護，伺服機構(gòu)前段采用結(jié)構(gòu)A進行熱防護，結(jié)構(gòu)A包括旁通閥熱防護塊，電子盒熱防護塊、作動筒熱防護塊，殼體熱防護塊；結(jié)構(gòu)A、結(jié)構(gòu)B采用熱防護材料；旁通閥熱防護塊、電子盒熱防護塊、殼體熱防護塊以及結(jié)構(gòu)B為根據(jù)待防護部分的最小外包絡(luò)確定的外包覆型結(jié)構(gòu)；作動筒熱防護塊外形與作動筒外形相匹配且兩端為開放式結(jié)構(gòu)；殼體熱防護塊與旁通閥熱防護塊、電子盒熱防護塊、作動筒熱防護塊的接觸部分開相應(yīng)形狀的窗口；(3)將結(jié)構(gòu)A、結(jié)構(gòu)B分別安裝在伺服機構(gòu)前段、伺服機構(gòu)后段上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種運載火箭伺服機構(gòu)熱防護方案，具體說涉及一種運載火箭液氫液氧發(fā)動機推力矢量控制用多余度閥控伺服機構(gòu)的貼合式、可穿戴熱防護衣技術(shù)。

背景技術(shù)

伺服機構(gòu)是我國對運載火箭飛行控制執(zhí)行機構(gòu)的統(tǒng)稱，典型應(yīng)用是搖擺發(fā)動機實施推力矢量控制。伺服機構(gòu)處于火箭發(fā)動機尾艙，承受發(fā)動機超高溫尾焰帶來的強熱流作用，若不采取防護措施，伺服機構(gòu)表面溫度最高可達500℃，無法承受；

國內(nèi)現(xiàn)役運載火箭二級伺服機構(gòu)采取在發(fā)動機機架上懸掛庇簾的熱防護方案。但本發(fā)明涉及的伺服機構(gòu)，配套用于某液氫液氧發(fā)動機上，受該伺服機構(gòu)安裝空間布局限制，無法采用該方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種航天伺服機構(gòu)貼合式可穿戴熱防護方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種航天伺服機構(gòu)貼合式可穿戴熱防護方法，通過下列方式實現(xiàn)：

第一步，根據(jù)航天伺服機構(gòu)的產(chǎn)品外形及空間布局，將伺服機構(gòu)后段和伺服機構(gòu)前段分別進行熱防護，其中伺服機構(gòu)前段進一步劃分為作動筒、電子盒、旁通閥和殼體四部分；

第二步，為第一步中的各部分設(shè)計熱防護衣；其中伺服機構(gòu)后段采用結(jié)構(gòu)B進行熱防護，伺服機構(gòu)前段采用結(jié)構(gòu)A進行熱防護，結(jié)構(gòu)A包括旁通閥熱防護塊，電子盒熱防護塊、作動筒熱防護塊，殼體熱防護塊；結(jié)構(gòu)A、結(jié)構(gòu)B采用熱防護材料；

旁通閥熱防護塊、電子盒熱防護塊、殼體熱防護塊以及結(jié)構(gòu)B為根據(jù)待防護部分的最小外包絡(luò)確定的外包覆型結(jié)構(gòu)；作動筒熱防護塊外形與作動筒外形相匹配且兩端為開放式結(jié)構(gòu)；殼體熱防護塊與旁通閥熱防護塊、電子盒熱防護塊、作動筒熱防護塊的接觸部分開相應(yīng)形狀的窗口；

第三步，將結(jié)構(gòu)A、結(jié)構(gòu)B分別安裝在伺服機構(gòu)前段、伺服機構(gòu)后段上；其中結(jié)構(gòu)A中殼體熱防護塊與其他防護塊連接部分采用縫合及通過安裝孔穿繩系緊的方式，成為整體，包覆、緊固在伺服機構(gòu)前段上；結(jié)構(gòu)B同樣采用縫合及通過安裝孔穿繩系緊的方式，成為整體，包覆、緊固在伺服機構(gòu)后段上。

采用的石英線進行縫合。

安裝孔間通過采用符合熱防護高溫條件的繩系進行緊固。

所述的熱防護材料采用硅橡膠涂敷織物和鍍鋁薄膜；其中鍍鋁薄膜層粘結(jié)在硅橡膠涂敷織物上。

所述的熱防護材料采用從內(nèi)至外依次為高強度高溫絕熱布、芳綸布、高強度高溫絕熱布、耐高溫涂層、鍍鋁薄膜層；所述的高強為抗張力≥120N/30mm，高溫為耐1200℃以上。

所述硅橡膠涂敷織物的厚度或者耐高溫涂層的厚度，統(tǒng)稱熱防護層厚度的確定步驟如下：

(1)建立熱防護層坐標系，原點選在熱防護層內(nèi)表面，x軸為厚度方向，y軸為熱防護層長度方向；

(2)令熱防護層的導(dǎo)熱微分方程為其中T表示溫度，t表示時間，a為熱交換系數(shù)；

(3)設(shè)定所述導(dǎo)熱微分方程的初始條件；

(4)設(shè)定所述導(dǎo)熱微分方程的邊界條件；