[實用新型]一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構

有效

• 申請號: 202021505109.8
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN212951085U
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 羅曉光;鄧代英;俞繼軍;馬彬;陳思員;艾邦成;陳連忠
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B64C1/40
• 分類號: B64C1/40;B64G1/58;B32B9/00;B32B9/04;B32B15/20;B32B7/12;B32B37/12;B32B38/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

本實用新型涉及一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構。該結構包括表面防熱蓋板、隔熱材料固定組件和N塊隔熱材料活動組件，N大于等于2；N塊隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板采用榫卯方式活動連接，隔熱材料固定組件塞入各個隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板之間共同形成的空隙內部，用于最終將隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板限位固定，構成蓋板式熱防護主體結構。

技術領域

本實用新型涉及一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構，所述熱防護結構為一種高溫非燒蝕、可重復使用熱防護結構，屬于航空航天飛行器技術領域。

背景技術

高速飛行器在大氣層飛行時，高速物體壁面與大氣分子之間由于撞擊、摩擦效應會產生高溫高速氣體(也稱氣動加熱效應)，從而加熱飛行器表面危害到飛行器的結構安全。為了克服氣動加熱效應的不利影響，高速飛行器一般需要設計專門部件來進行防護，一般將該類用于飛行器氣動加熱防護的專門材料或結構稱為飛行器熱防護系統。蓋板式防熱結構是高速飛行器常用的熱防護系統之一，通常由高溫防熱蓋板層、低導熱隔熱材料層、應變隔離層以及各層之間的連接件構成。高溫防熱蓋板層主要抵御高溫氣流的傳熱效應及沖刷等力學載荷作用，低導熱隔熱材料層主要用于有效隔絕、阻礙蓋板的熱量傳輸至結構內部，應變隔離層主要用于協調外部材料高溫應變和內部機體冷結構之間的變形協調，連接件的主要作用是將高溫防熱蓋板層和低導熱隔熱材料層連接成具有一定高溫機械載荷要求的有效整體。上述各部分功能組件組合安裝后即為蓋板防熱結構，根據具體環境下的表面物理化學狀態和溫度響應情況選擇蓋板及隔熱材料種類及各層厚度，可以滿足高速飛行器在不同飛行條件下的氣動熱防護需求。

然而，傳統蓋板式防熱結構存在如下缺陷：

(1)、傳統蓋板式防熱結構高溫防熱蓋板層和低導熱隔熱材料層之間的連接件通常由高溫強度較高的陶瓷或金屬材料構成，該類材料的導熱能力遠高于低導熱隔熱材料，導致連接件自身及其周圍區域易于傳熱造成“熱短路”，從而形成局部“熱點”，降低了整體結構的防熱性能。

(2)、傳統蓋板式防熱結構的連接部件需要固定或穿越高溫防熱蓋板和低導熱隔熱材料層，破壞了防熱蓋板和隔熱材料的結構整體性，降低了材料的整體強度；對于陶瓷類蓋板和隔熱材料，連接件的螺紋等結構形成局部加工損傷并產生應力集中，易于造成陶瓷材料脆性斷裂。

(3)、傳統蓋板式防熱結構的零件數目多，整體件組裝過程復雜，連接有效性檢查檢驗周期長，維護維修困難；另外，連接件加工難度大、周期長且成本高。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構，實現蓋板式防熱結構的無連接件組裝，解決連接件結構造成的局部“熱短路”，有效降低蓋板防熱結構的零件數量，生產成本和安裝、維護以及維修難度。

本實用新型解決技術的方案是：一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構，該結構包括表面防熱蓋板、隔熱材料固定組件和N塊隔熱材料活動組件，N大于等于2；

N塊隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板采用榫卯方式活動連接，隔熱材料固定組件塞入各個隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板之間共同形成的空隙內部，用于最終將隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板限位固定，構成蓋板式熱防護主體結構。

上述一種榫卯式無螺釘螺栓蓋板式熱防護結構還包括應變隔離墊和冷結構面板；

蓋板式熱防護主體結構與應變隔離墊之間通過第一粘接膠層粘接；應變隔離墊與冷結構面板之間通過第二粘接膠層粘接。

所述表面防熱蓋板為一端開口帶有空腔的盒狀結構，開口端周邊設有朝向開口中心的翻邊卷口；每個隔熱材料活動組件外沿面預留與表面防熱蓋板卷口匹配的凹槽，各隔熱材料活動組件從表面防熱蓋板開口端伸入到表面防熱蓋板空腔內，表面防熱蓋板卷口插入隔熱材料活動組件的凹槽內，隔熱材料活動組件沿卷口向外滑動直到與表面防熱蓋板相抵，最后，各個隔熱材料活動組件與表面防熱蓋板之間共同形成一空隙，隔熱材料固定組件塞入該空隙，構成蓋板式熱防護主體結構。