一种固体火箭发动机壳体后接头的制作方法

一种固体火箭发动机壳体后接头
【技术领域】
1.本实用新型涉及发动机壳体技术领域，具体的说，是一种固体火箭发动机壳体后接头。


背景技术：

2.固体火箭发动机壳体主要由筒体和封头、接头、绝热层和裙等结构组成。壳体接头主要用于连接发动机喷管和点火装置，接头及其连接结构的设计是复合材料壳体研制中的重要环节，它的性能直接影响复合材料壳体的爆破性能。
3.由于壳体中的接头是主要受力部件，受载条件复杂，对内部的缺陷十分敏感，对力学性能、尺寸精度要求均较高。此外虽然外部有绝热层的保护，但在使用过程中，其表面温度仍然会达到250℃以上，因此，对于高温下壳体接头的尺寸稳定性要求非常高。目前，壳体接头主要采用钛合金制造，存在接头价格高，密度大，结构质量重的问题。经过计算，目前的金属接头已占到壳体总质量的15％以上；同时金属接头还存在加工制造过程复杂，周期长，成本高等问题，因此迫切需要开发一种可应用于固体火箭发动机壳体接头的新型材料，来替代现用的金属材料。
4.复合材料具有比强度、比刚度高以及耐高温、耐冲刷优良的特性，是目前世界各国高性能固体火箭壳体及接头发展的主流方向。通过采用复合材料可以有效减轻固体火箭发动机壳体接头的结构质量，提高有效载荷的运载能力，实现经济和军事意义。因此选用轻质高强的复合材料来制备壳体接头，是促进固体火箭发动机技术发展的重要途径，也是提高火箭发动机性能的重要决定因素。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种固体火箭发动机壳体后接头；解决目前金属接头价格高，密度大，结构质量重，加工制造过程复杂，周期长，成本高等问题。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种固体火箭发动机壳体后接头，采用碳纤维预浸料作为原材料，以模压成型工艺高温高压制备而成。
8.一种固体火箭发动机壳体后接头，其原料为碳纤维预浸料，预浸布的铺层方案为[0/﹢45
°
/90
°
/-45
°
]。
[0009]
复合材料后接头选用t300级多轴向经编针织预浸布。
[0010]
预浸布的铺层方案为[0/﹢45
°
/90
°
/-45
°
]，纱线规格t300-12k，800tex，各层重量150g/m2，捆绑克重3g/m2，总重量603g/m2，标准幅宽127cm，厚度 0.69mm。
[0011]
一种固体火箭发动机壳体后接头，接头凸台面设计有40个螺纹孔，螺纹孔中间加入的衬套，在衬套上攻螺丝形成螺纹，用于接头和壳体连接。
[0012]
作为优选的技术方案为：
[0013]
一种固体火箭发动机壳体后接头，结构形状如图1，接头凸台面设计有 40个螺纹孔，螺纹孔中间加入al-7075-t6的衬套，在衬套上攻螺丝形成螺纹，螺纹孔的尺寸为m28
×
1.5，用于接头和壳体连接。
[0014]
接头优化铺层后采用模压工艺制备，固化完成后机加至理论外形。
[0015]
再后将中间的嵌入件与复合材料接头本体通过胶进行粘结。对于接头外形有较大弧度处，需要对铺层进行剪口处理。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：
[0017]
碳纤维复合材料壳体后接头性能满足使用工况，相比金属接头，减重达到30％以上。
【附图说明】
[0018]
图1a接头立体示意图一；
[0019]
图1b接头立体示意图二；
[0020]
图2接头侧视图；
[0021]
图3接头俯视图；
[0022]
附图中的标记为：1、螺纹孔；2、凸台。
【具体实施方式】
[0023]
以下提供本实用新型一种固体火箭发动机壳体后接头的具体实施方式。
[0024]
实施例1
[0025]
请参见附图，一种固体火箭发动机壳体后接头的设计结构，和制备工艺。如图3所示，本实例包括螺纹孔、凸台。
[0026]
所述的复合材料壳体接头的结构形状如图1，接头凸台面设计有40个螺纹孔，螺纹孔中间加入al-7075-t6的衬套，在衬套上攻螺丝形成螺纹，螺纹孔的尺寸为m28
×
1.5，用于接头和壳体连接。
[0027]
复合材料后接头选用t300级多轴向经编针织预浸布。预浸布的铺层方案为[0/﹢45
°
/90
°
/-45
°
]，纱线规格t300-12k，800tex，各层重量150g/m2，捆绑克重3g/m2，总重量603g/m2，标准幅宽127cm，厚度0.69mm。
[0028]
接头优化铺层后采用模压工艺制备，固化完成后机加至理论外形。
[0029]
再后将中间的嵌入件与复合材料接头本体通过胶进行粘结。
[0030]
对于接头外形有较大弧度处，需要对铺层进行剪口处理。
[0031]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种固体火箭发动机壳体后接头，其特征在于，其原料为碳纤维预浸料，预浸布的铺层方案为[0/﹢45
°
/90
°
/-45
°
] 。2.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机壳体后接头，其特征在于，复合材料后接头选用t300级多轴向经编针织预浸布。3.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机壳体后接头，其特征在于，预浸布的铺层方案为[0/﹢45
°
/90
°
/-45
°
]，纱线规格t300-12k，800tex，各层重量150g/m2，捆绑克重3g/m2，总重量603g/m2，标准幅宽127cm，厚度0.69mm。4.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机壳体后接头，其特征在于，接头凸台面设计有40个螺纹孔，螺纹孔中间加入的衬套，在衬套上攻螺丝形成螺纹，用于接头和壳体连接。

技术总结
本实用新型涉及一种固体火箭发动机壳体后接头，采用碳纤维预浸料作为原材料，以模压成型工艺高温高压制备而成；复合材料后接头选用T300级多轴向经编针织预浸布；预浸布的铺层方案为[0/﹢45


技术研发人员：竺铝涛 李冠华 刘永静 沈伟 祝成炎
受保护的技术使用者：绍兴宝旌复合材料有限公司
技术研发日：2021.03.31
技术公布日：2022/4/8