[發明專利]一種艙段凈尺寸成型方法、成型工裝以及艙段

在審

• 申請號: 202011621753.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112829337A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鄭張宜;艾進;羅海濤;謝道成;楊戈;朱君
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅陽機電有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B64C1/40;B64B1/22;B29L31/30
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉天虹

本發明公開了一種艙段凈尺寸成型方法、成型工裝以及艙段；艙段凈尺寸成型方法包括如下步驟：安裝金屬蒙皮和隔熱層、防熱層鋪層成型、防熱層固化、防熱層脫模和防熱層余量加工。本發明提供的艙段凈尺寸成型方法以及成型工裝，通過該成型工裝對產品外形尺寸進行控制；成型方法采用過程控制方法減少預浸布收縮帶來的表觀缺陷；本發明對艙段結構中缺陷部位分布位置進行設計，降低缺陷產生的風險。通過本發明提供的艙段凈尺寸成型方法以及成型工裝可以生產得到纖維結構完整、表觀平整、滿足設計要求的回轉體或近回轉體艙段產品，同時該成型方法有效降低了材料成本、加工周期以及對設備的依賴性，提升原材料利用率。

技術領域

本申請屬于防熱層復合材料成型技術領域，具體涉及一種帶耐燒蝕防熱復合材料的回轉體或近回轉體艙段，以及艙段凈尺寸成型方法、成型工裝。

背景技術

臨近空間飛行器由于具有飛行速度高、突防能力強等特點，有著巨大的軍事價值和潛在的經濟價值，目前已成為國內外武器與航天器發展的主要方向。飛行器在大氣層內飛行時，氣動加熱非常嚴重，飛行器外表面的熱防護問題一直是臨近空間飛行器設計需要重點解決的問題。

為保證飛行器外艙段在整個飛行過程中具有良好的氣動外形，以及各種使用環境下的防熱性能、結構強度和剛度，艙段的金屬殼體上會設置有一層防熱層來達到上述目的。

常見飛行器外表面的熱防護結構一般采用耐燒蝕防熱復合材料，將預浸布通過纏繞或鋪層等方式預固定在金屬蒙皮上，再隨金屬蒙皮一起固化成型。由于飛行器艙段的尺寸一般較大，防熱層在固化后表觀出現不同程度凹陷、褶皺現象，導致防熱層成型難度較大。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種艙段凈尺寸成型方法、成型工裝以及艙段，可生產得到纖維結構完整、表觀平整、滿足設計要求的回轉體(近回轉體)艙段產品。

實現本發明目的所采用的技術方案為，一種艙段凈尺寸成型方法，包括如下步驟：

(1)安裝金屬蒙皮和隔熱層；通過成型工裝對金屬蒙皮進行定位和固定，將隔熱層鋪設于所述金屬蒙皮上；

(2)防熱層鋪層成型；在所述隔熱層上逐層鋪設預浸布，并在沿艙段軸向的兩端各預留設定的延展空間，每鋪層設定厚度的所述預浸布則進行一次抽真空處理，然后進行下一設定厚度的預浸布的鋪設，直至鋪層完成；鋪層完成后表層預浸布突出于所述成型工裝的型腔；

(3)防熱層固化；將所述成型工裝合模，預壓設定的時間，然后將所述成型工裝置于設定溫度條件下進行固化處理；

(4)防熱層脫模；

(5)防熱層余量加工。

進一步地，所述步驟(2)中，在所述隔熱層上逐層鋪設預浸布，具體包括：

在所述隔熱層上逐層鋪設預浸布，每一張所述預浸布形成一條拼接縫，將同一層中的相鄰拼接縫設置于不同的象限區域，將位于相同象限區域的所述拼接縫的位置交錯分布。

進一步地，步驟(2)中，在所述隔熱層上逐層鋪設預浸布，具體還包括：將表層的所述預浸布的拼縫部位設置為搭接結構，并且在表層預浸布的所述搭接結構上鋪設1層預浸布。

進一步地，所述成型工裝的壓模為分體式結構，由2塊以上拼接板拼接構成；

所述步驟(3)中，在將所述成型工裝合模之前，所述步驟(3)還包括：在表層的所述預浸布上根據所述成型工裝的壓模的拼縫對應設置保護層；

所述保護層為厚度不大于0.5mm的蒙皮，所述蒙皮的材料為硅橡膠、玻璃鋼、鋁材、鋼材、壓敏膠帶中的一種或兩種以上材料的疊加組合。