[發明專利]一種高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵及其制備方法

有效

• 申請號: 202010521974.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111707145B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 郟保琪;袁金;張雄軍;周永江;馮彬彬;胡旭輝
• 申請（專利權）人: 寧波曙翔新材料股份有限公司
• 主分類號: F42B10/02
• 分類號: F42B10/02;F42B10/38;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）將高超音速導彈的彈翼、舵的整體鋪層結構設計分為兩部分，即彈翼、舵承載層（3）和彈翼、舵耐燒蝕層（2）；

采用abaqus軟件對彈翼、舵的承受載荷、氣動加熱形式進行仿真分析，要求彈翼、舵在承受載荷并高溫受熱的條件下，內部彈翼、舵承載層（3）溫度低于樹脂體系的玻璃化轉變溫度，以避免由于樹脂固化物從玻璃態轉變成高彈態造成的承載性能損失導致整體變形＞2mm，計算出彈翼、舵承載層和彈翼、舵耐燒蝕層纖維鋪層形狀、方向及層數；

2）彈翼、舵承載層（3）選擇編織碳/高溫環氧預浸布，彈翼、舵耐燒蝕層（2）選擇碳纖維平紋/酚醛預浸布，彈翼、舵承載層（3）以及彈翼、舵耐燒蝕層（2）中纖維質量含量控制在65-75%，采用碳纖維預浸布鋪層一次模壓工藝，得到高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵；

步驟2）中所述的采用碳纖維預浸布鋪層一次模壓工藝，得到高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵，按照以下工藝：

①成型模具分為上模板（5）、中模板（6）、下模板（8）三部分，鋪放前先將三部分拆開，用丙酮清洗并晾干，再涂抹3-5遍高效脫模劑，每次間隔10-15min，螺栓、導彈連接槽用嵌塊（7）與模具配合，在配合面涂覆硅脂；

②將下模板（8）與中模板（6）組裝后，將自動裁布機裁剪完成的纖維布或預浸布，按設計纖維角度進行鋪層，其中彈翼、舵前緣（1）需單獨補強彈翼、舵耐燒蝕層（2）以承受更高的溫度，操作環境控制溫度30±5℃，逐層鋪放，層間用滾筒壓實，并每隔3-7層采用鋪放真空袋膜抽真空壓實，過程中放置連接槽用嵌塊（7）；

③合上模具，整體抽真空使真空度＜-0.085MPa，采用模壓工藝一次成型；

共固化體系為高溫環氧/酚醛樹脂：

技術要求為：

側面3600N均勻加壓，翼尖位移＜2mm；

前緣駐點溫度1700℃，5S；

平面部分900℃，5S；

依據abaqus 軟件計算結果，對彈翼、舵承載層（3）和彈翼、舵耐燒蝕層（2）逐一分層，分層數據輸入到自動裁布機中；

在處理好的模具上30±5℃操作環境溫度中逐層壓實鋪放，彈翼、舵承載層鋪層數為64層；彈翼、舵耐燒蝕層（2）鋪層部位及數量為：彈翼、舵承載層外3層碳纖維平紋/酚醛預浸布，彈翼、舵前緣（1）補強9層碳纖維平紋/酚醛預浸布；

所述的碳纖維平紋/酚醛預浸布是克重240g/m²，樹脂含量35%；

共固化制度為：130℃/1h+150℃/2h+180℃/2h，加壓制度以模具合?？p＜0.03mm為標準：130℃保溫1h后加壓5-10MPa，150℃保溫30min后加壓10-15Mpa，得到高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵。

2.一種高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵，其特征在于：采用權利要求1所述的一種高超音速彈用承載、燒蝕防熱一體化復合材料彈翼、舵的制備方法制備得到。