一种固体发动机复合材料裙结构制造技术

本实用新型专利技术涉及裙结构领域，特别是一种固体发动机复合材料裙结构，其包括：裙体，所述裙体在从外端向裙结构内延伸中变厚，所述裙体的周向上均布有若干条形通槽，条形通槽一端连通裙体的外端形成开口结构；柱段，所述柱段为圆柱形等壁厚结构，柱段一端和裙体连接并且外表面平滑过渡；法兰段，所述法兰段和柱段连接，并且法兰段外壁和柱段外壁平滑过渡，所述裙体、柱段和法兰段一体成型，本实用新型专利技术的发明专利技术目的在于提供一种一次性成型出复合材料裙体和法兰端的整体结构、省去法兰端面与裙体的连接工艺、裙体厚度渐变、更轻、成本更低、缩短制造周期的固体发动机复合材料裙结构。

A composite skirt structure for solid rocket motor

The utility model relates to the field of skirt structure, especially a solid engine composite skirt structure, which comprises the body skirt, skirt from the outer end to the skirt structure extension becomes thicker, the skirt body circumference is distributed with a plurality of strip grooves, strip groove is communicated with the skirt the body is formed on the outer end of the opening structure; column part, the column section for thick wall cylindrical structure, column end and skirt body connection and the outer surface smooth transition; the flange section, flange section and column flange connection, and section of outer wall and column section of outer wall smooth transition, the skirt body, column section and flange section is integrally molded, the utility model has the purpose of the invention is to provide a one-time molding composite skirt body and the flange end of the whole structure, eliminating the flange end face and the skirt body connection technique, skirt body thickness gradient, lighter weight, lower cost, shorten the Composite skirt structure of solid rocket motor with manufacturing cycle.

【技术实现步骤摘要】
一种固体发动机复合材料裙结构
本技术涉及裙结构领域，特别是一种固体发动机复合材料裙结构。
技术介绍
复合材料具有高强度、高模量、可设计的特性。是当代材料发展的重要趋势之一，尤其是在导弹与航空航天领域的应用发展非常迅速，并发挥着越来越重要的作用。目前国外先进战略、战术型号固体火箭发动机普遍采用复合材料裙，目前国内复合材料裙已有很大发展，相对以往的金属裙可以较大幅度的减轻结构质量，从而提高发动机的质量比，其次复合材料裙可以避免裙与壳体连接部位的应力集中，提高发动机的可靠性；复合材料裙的制造周期短，材料消耗少，制造成本低。目前先进战略、战术型号固体火箭发动机复合材料裙的结构形式和成型方法主要有以下3种：①外加金属端框的复合材料裙结构：在连接区域中采用金属端框作为半预制裙，连接处由环向缠绕和铺放预浸胶带制作成型，最终采用铆接的方法加强连接处强度。②混杂裙结构：采用碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维或碳纤维布缠绕成型，制造预制裙。其增强材料的种类及形式的选取通过计算确定。③RTM结构：通过在模腔内铺放好按设计要求计算得到的纤维增强预成型体，然后利用注射装置提供的压力将专用树脂注射到闭合模腔内，直至预成型体完全被浸润，最后构件完成固化和脱模。现有的复合材料裙结构，仍然存在很多不足，和可以改进的地方。如外加金属端框的复合材料裙结构，由于采用金属端框作为半预制裙，复合材料的使用只占其产品的一部分，且结构上存在大量铆接，其减重效果低；混杂裙结构由于其不同材料性能存在差异，其产品检测时缺陷较多，性能不够稳定；RTM结构：其采用压力注入树脂的成型原理，导致其产品往往内部孔隙率高，产品质量保证率底，同时其结构还不够优化，和一体成型工艺结合还存在一定的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的专利技术目的在于提供一种一次性成型出复合材料裙体和法兰端的整体结构、省去法兰端面与裙体的连接工艺、裙体厚度渐变、更轻、成本更低、缩短制造周期的固体发动机复合材料裙结构。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种固体发动机复合材料裙结构，其包括：裙体，所述裙体在从外端向裙结构内延伸中变厚，所述裙体的周向上均布有若干条形通槽，条形通槽一端连通裙体的外端形成开口结构；柱段，所述柱段为圆柱形等壁厚结构，柱段一端和裙体连接并且外表面平滑过渡；法兰段，所述法兰段和柱段连接，并且法兰段外壁和柱段外壁平滑过渡，所述裙体、柱段和法兰段一体成型。采用这种结构，能够一次性成型出复合材料裙体和法兰端的整体结构，这样就可以省去法兰端面与裙体的连接工艺，缩短制造周期，同时裙体厚度渐变且条形通槽的设置，可以使裙结构在满足使用要求的情况下用料更少、更轻、成本更低。作为本技术的优选方案，所述法兰段轴向的长度大于柱段的壁厚，作为复合材料裙与发动机外壳组装时，可以通过机加法兰端的一定壁厚形成的层来通过加工抵消轴线的偏差，保证复合材料裙整体纤维铺层不被破坏，保证零件的设计力学性能不受影响。作为本技术的优选方案，所述条形通槽向裙结构内延伸的最底端设置有通孔，所述通孔和条形通槽连通，通孔的设置便于条形通槽加工时的定位，匹配单独的一套全新的手工开槽装置。作为本技术的优选方案，所述通孔为圆形通孔，更易定位，方便操作和孔的加工。作为本技术的优选方案，所述法兰段和柱段内壁形成拐角结构，所述拐角结构上设置有加强装置，起到加强筋的作用，增强零件法兰端结构强度，同时也增加裙结构整体的强度。作为本技术的优选方案，所述加强装置为若干沿法兰段和柱段内壁圆周等距布置的金属垫块，且金属垫块可拆卸地分别与法兰段和柱段连接，便于整个部件的加工，同时也方便部分零件的维修和更换。作为本技术的优选方案，所述金属垫块分别与法兰段和柱段通过螺钉螺母结构连接。作为本技术的优选方案，所述法兰段和柱段外部对应安装所述螺钉的位置设置若干相匹配的沉孔，保证工件外表面的平整，不影响其使用。作为本技术的优选方案，所述柱段的内壁和裙体内壁平滑过渡且均对于裙结构中心轴的半径均相等，形成一完整的圆柱形内表面，更易完成裙结构和其他部件的配合职能，更易保证配合强度和精度。作为本技术的优选方案，所述金属垫块的内表面向所述法兰段的延伸面位于所述法兰段的内径表面内，减小金属垫块对法兰段端部匹配的工件造成干涉，同时也保证了金属垫块的的加强效果。本技术的有益效果是：能够一次性成型出复合材料裙体和法兰端的整体结构、省去法兰端面与裙体的连接工艺、裙体厚度渐变、更轻、成本更低、缩短制造周期。附图说明图1是本技术的正视图；图2是本技术的俯视图；图3是图1中I处局部放大图；图4是图1中II处局部放大图图5是图1中III处局部放大图。图中标记：1-过渡坡面，2-柱段，3-法兰段，4-金属垫块，5-螺钉螺母结构，6-裙体，7-条形通槽，8-通孔。具体实施方式下面结合实施例及具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本技术的
技术实现思路
所实现的技术均属于本技术的范围。实施例1如图1-5，一种固体发动机复合材料裙结构，其包括：裙体6，所述裙体6在从外端向裙结构内延伸中变厚，所述裙体6的周向上均布有若干条形通槽7，条形通槽7一端连通裙体6的外端形成开口结构，条形通槽7的设置方向和裙结构的轴向平行，所述条形通槽7向裙结构内延伸的最底端设置有圆形通孔8，所述通孔8和条形通槽7连通；柱段2，所述柱段2为圆柱形等壁厚结构，柱段2一端和裙体6连接并且外表面平滑过渡，所述柱段2的内壁和裙体6内壁平滑过渡且均对于裙结构中心轴的半径均相等，形成一完整的圆柱形内表面，所述裙体6的外表面和柱段2的外表面通过环形的过渡坡面1连接，保证裙体6的弹性性能的同时也保证了裙结构整体的强度；法兰段3，所述法兰段3和柱段2连接，并且法兰段3外壁和柱段2外壁平滑过渡，所述裙体6、柱段2和法兰段3通过连续碳纤维织物预浸料一体成型，所述法兰段3轴向的长度大于柱段2的壁厚，所述法兰段3和柱段2内壁形成拐角结构，所述拐角结构上设置有加强装置（即本实施例中的若干沿法兰段3和柱段2内壁圆周等距布置的金属垫块4，且金属垫块4所述金属垫块4分别与法兰段3和柱段2通过螺钉螺母结构5连接），所述法兰段3和柱段2外部对应安装所述螺钉的位置设置若干相匹配的沉孔，所述金属垫块4的内表面向所述法兰段3的延伸面位于所述法兰段3的内径表面内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，包括：裙体，所述裙体在从外端向裙结构内延伸中变厚，所述裙体的周向上均布有若干条形通槽，条形通槽一端连通裙体的外端形成开口结构；柱段，所述柱段为圆柱形等壁厚结构，柱段一端和裙体连接并且外表面平滑过渡；法兰段，所述法兰段和柱段连接，并且法兰段外壁和柱段外壁平滑过渡，所述裙体、柱段和法兰段一体成型。

【技术特征摘要】
1.一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，包括：裙体，所述裙体在从外端向裙结构内延伸中变厚，所述裙体的周向上均布有若干条形通槽，条形通槽一端连通裙体的外端形成开口结构；柱段，所述柱段为圆柱形等壁厚结构，柱段一端和裙体连接并且外表面平滑过渡；法兰段，所述法兰段和柱段连接，并且法兰段外壁和柱段外壁平滑过渡，所述裙体、柱段和法兰段一体成型。2.根据权利要求1所述的一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，所述法兰段轴向的长度大于柱段的壁厚。3.根据权利要求2所述的一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，所述条形通槽向裙结构内延伸的最底端设置有通孔，所述通孔和条形通槽连通。4.根据权利要求3所述的一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，所述通孔为圆形通孔。5.根据权利要求4所述的一种固体发动机复合材料裙结构，其特征在于，所述法兰段和柱段内壁形...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙松强，陈剑，李书军，张永亮，石小平，杨自燕，王金宝，王雨，任德林，赵鹏飞，雍坤，
申请(专利权)人：成都联科航空技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51