【技术实现步骤摘要】
一种2.5D复合材料喷管扩张段及其共固化成型方法
本专利技术涉及固体火箭发动机
，尤其涉及一种2.5D复合材料喷管扩张段及其共固化成型方法。
技术介绍
喷管扩张段是固体火箭发动机的关键部件，其性能的好坏直接决定着发动机的使用可靠性及安全性。喷管扩张段一般包括烧蚀层、隔热层、复材壳体及加强筋。现有喷管扩张段制作工艺及其不足如下：1、采用二维缠绕成型，烧蚀层在高温高压气流的高速冲刷下，极易造成层间脱落；2、复材壳体与隔热层单独固化后进行装配，导致结构产生内部间隙；3、复材壳体与隔热层采用螺栓连接，螺孔对纤维组织损伤极大，破坏产品内部结构；4、采用分阶段固化，反复升温后极易使产品内部因热膨胀系数不同产生微裂纹甚至开裂，严重威胁产品的使用可靠性及安全性。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，提供一种2.5D复合材料喷管扩张段及其共固化成型方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术首先提供了一种2.5D复合材料喷管扩张段，包括烧蚀层、...
【技术保护点】
1.一种2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，包括烧蚀层、铺放层、隔热层、复材壳体、加强筋及内部碳针，并通过以下步骤共固化成型：在烧蚀层外型面形成铺放层，再径向植入碳针，使碳针穿透铺放层插入到烧蚀层内部至烧蚀层成型面；将预成型的复材壳体与未固化的隔热层进行装配，再径向植入碳针，使碳针穿透复材壳体插入到隔热层内部，将复材壳体与隔热层连接；所述铺放层、隔热层、复材壳体及加强筋依次由内向外预成型，最后进行整体共固化成型。/n
【技术特征摘要】
1.一种2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，包括烧蚀层、铺放层、隔热层、复材壳体、加强筋及内部碳针，并通过以下步骤共固化成型：在烧蚀层外型面形成铺放层，再径向植入碳针，使碳针穿透铺放层插入到烧蚀层内部至烧蚀层成型面；将预成型的复材壳体与未固化的隔热层进行装配，再径向植入碳针，使碳针穿透复材壳体插入到隔热层内部，将复材壳体与隔热层连接；所述铺放层、隔热层、复材壳体及加强筋依次由内向外预成型，最后进行整体共固化成型。
2.根据权利要求1所述的2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，所述铺放层为碳布/酚醛型氰酸酯在烧蚀层外型面铺放形成。
3.根据权利要求2所述的2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，所述烧蚀层为布带/酚醛型氰酸酯缠绕而成，烧蚀层起始缠绕面为模具外型面。
4.根据权利要求2所述的2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，隔热层为高硅氧布/酚醛型氰酸酯缠绕而成，隔热层起始缠绕层面为铺放层外型面。
5.根据权利要求1所述的2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，所述碳针采用环氧树脂或酚醛树脂经拉挤工艺制备而成，其纤维体积含量为50％-70％，固化度为70％-90％。
6.根据权利要求1所述的2.5D复合材料喷管扩张段，其特征在于，所述碳针的植入方法为超声锤植入法，将碳针预插入到辅助泡沫板上，利用超声锤对目标碳针进行植入。
7.根据权利要求1-6任一项所述的2.5D复合材料喷管扩张段共固化成型方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、选用碳布/酚醛型氰酸酯预浸料进行烧蚀层缠绕；
S2、将碳布/酚醛型氰酸酯预浸料在烧蚀层外型面进行铺放，形成铺放层；
S3、铺放层与烧蚀层利用超声锤植入碳针，使碳针穿透铺放层插入烧蚀层内部至烧蚀层成型面；
S4、采用高硅氧布/酚醛型氰酸酯预浸料在烧蚀层外型面进行缠绕，形成隔热层；
S5、采用T700/氰酸酯铺放，预成型复材壳体；
S6、预成型的复材壳体与未固化的隔热层进行装配，再利用超声锤植入碳针，使碳针穿透复材壳体插入到隔热层内部将复材壳体与隔热层连接；
S7、使用聚苯乙烯泡沫作为环筋内部支撑，进行碳布/酚醛型氰酸酯铺放，在烧蚀层沿长度方向延伸至铺放层外部的表面形成环状加强筋；
S8、将烧蚀层、铺放层、隔热层、加强筋及内部碳针进行整体真空封装，封装完毕后进行共固化。
8.根据权利要求7所述的2.5D复合材料喷管扩张段共固化成型方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、选用碳布/酚醛型氰酸酯预浸料进行烧蚀层缠绕，布带宽度选取范围为50-120mm，缠绕厚度范围为15-30mm；
S2、将碳布或酚醛型氰酸酯预浸料在烧蚀层外型面进行铺放，形成铺放层，铺放层厚度范围为10-40mm；
S3、铺放层与烧蚀层利用超声锤植入碳针，使碳针穿透铺放层插入烧蚀层内部至烧蚀层成型面，碳针采用环氧树脂或酚醛树脂经拉挤工...
【专利技术属性】
技术研发人员：商伟辉，王立彬，林再文，张文琦，尤洋，
申请(专利权)人：长春长光宇航复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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