[發明專利]一種火箭輕質高效全動空氣舵及其制造方法

在審

• 申請號: 201810165900.X
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108372936A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 崔深山;蔡晶琦
• 申請（專利權）人: 北京星際榮耀空間科技有限公司
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B32B3/08;B32B5/24;B32B5/26;B32B33/00
• 代理公司: 北京衛智暢科專利代理事務所(普通合伙) 11557
• 代理人: 唐維鐵

本發明涉及一種火箭輕質高效全動空氣舵及其制造方法，包括空氣舵本體，所述空氣舵本體包括骨架和與所述骨架相連的舵軸，所述骨架的左側設有左蒙皮，所述骨架的右側設有右蒙皮；還包括位于左蒙皮和右蒙皮之間的泡沫夾層，所述泡沫夾層內設有加強件；采用了碳纖維樹脂基復合材料，而且左蒙皮和右蒙皮之間設置有泡沫夾層，所述泡沫夾層內設有加強件，大幅提高了舵面結構的承載效率；骨架、舵軸、加強棒、泡沫夾層、左蒙皮和右蒙皮單獨成型后采用二次固化工藝裝配在一起，各組件連接不使用緊固件，降低了裝配工作量。

技術領域

本發明涉及一種空氣舵，還涉及其制造方法。

背景技術

通常利用運載火箭作為運輸工具將有效載荷送入太空，火箭飛行過程中需要控制飛行姿態，控制舵即為控制系統的執行結構。控制舵主要有兩種：一種是燃氣舵，燃氣舵安裝在發動機尾噴管后面，當燃燒室噴射出來的高速氣流作用在舵面上時就會產生控制力，以此改變火箭的姿態，但是此種控制方式會損失部分推力；另一種是空氣舵，空氣舵往往安裝在箭體尾段外側，氣流流經空氣舵時產生空氣動力，可以通過改變空氣舵的舵偏角來產生所需要的控制力。

為了承受并傳遞空氣動力載荷，保證舵面的強度剛度，傳統空氣舵多采用金屬結構制造，存在結構重量大、承載能力低的弊端。由于對火箭運載能力的要求不斷提高，金屬結構逐漸難以滿足設計要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種承載大、重量輕、通用性強、可靠性高、構型簡潔便于裝配，而且空氣動力效率高，舵面通用性好的一種火箭輕質高效全動空氣舵。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種火箭輕質高效全動空氣舵，包括空氣舵本體，所述空氣舵本體包括骨架和與所述骨架相連的舵軸，所述骨架的左側設有左蒙皮，所述骨架的右側設有右蒙皮；還包括位于左蒙皮和右蒙皮之間的泡沫夾層，所述泡沫夾層內設有加強件。

作為優選的技術方案，所述加強件為加強棒，所述加強棒的第一端朝向所述左蒙皮，所述加強棒的第二端朝向所述右蒙皮。

作為優選的技術方案，所述舵軸為空心軸，所述舵軸的外表面有鍵槽。

作為優選的技術方案，所述泡沫夾層設在所述空氣舵本體的前緣和后緣，位于所述前緣和后緣之間的所述空氣舵本體的內腔為空腔。

作為優選的技術方案，所述加強棒為碳纖維樹脂基復合材料棒，所述加強棒由同方向碳纖維束組成。

作為優選的技術方案，所述的泡沫夾芯為PMI250泡沫。

作為優選的技術方案，所述左蒙皮和所述右蒙皮為碳纖維樹脂基復合材料層合板結構，所述左蒙皮和右蒙皮的內外表面各鋪設2層編織布，內部為單向帶，鋪層方向角為[±45/+45/-45/90/0]s。

作為優選的技術方案，所述骨架和所述舵軸為一體式結構。

作為優選的技術方案，所述骨架與舵軸為一體化碳纖維樹脂基三維編織結構。

本發明所要解決的另一技術問題是提供一種制造上述承載大、重量輕、通用性強、構型簡潔便于裝配，而且空氣動力效率高，舵面通用性好的一種火箭輕質高效全動空氣舵的方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：所述骨架、舵軸、加強件、泡沫夾層、左蒙皮和右蒙皮均采用復合材料制造，骨架、舵軸、加強件、泡沫夾層、左蒙皮和右蒙皮單獨成型后采用二次固化工藝裝配在一起。

由于采用上述技術方案，采用了碳纖維樹脂基復合材料，而且左蒙皮和右蒙皮之間設置有泡沫夾層，所述泡沫夾層內設有加強件，大幅提高了舵面結構的承載效率；骨架、舵軸、加強棒、泡沫夾層、左蒙皮和右蒙皮單獨成型后采用二次固化工藝裝配在一起，各組件連接不使用緊固件，降低了裝配工作量；整個舵面均可繞舵軸旋轉，空氣動力效率高；舵面通用性好，可適用于各類火箭的安裝。

附圖說明