一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶及制造方法技术

本发明专利技术提供了一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶及制造方法，包括：铝合金内衬、液氧相容树脂体系与碳纤维复合层以及铝合金尾座；所述液氧相容树脂体系与碳纤维复合层覆盖于所述铝合金内衬外表面，所述铝合金尾座与铝合金内衬连接，并位于所述铝合金内衬的尾部，形成用于液氧环境下使用的高压低温符合材料气瓶。本发明专利技术采用了液氧相容树脂体系，该树脂体系液氧相容，可用于液氧环境中使用。纤维采用的是碳纤维，相比于普遍使用的金属材质的气瓶，具有强度高、重量轻等优势。从而，针对高压低温气瓶达到减重的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶及制造方法
本专利技术涉及宇航飞行器设备的制造，具体地，涉及一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶及其制造方法，更为具体地，涉及一种以液氧/煤油为推进剂组元的运载火箭冷氦增压是输送系统使用的在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶及其制造方法。
技术介绍
冷氦增压是目前运载火箭推进剂增压的先进技术方案之一，是指将经地面遇冷后的冷氦气充入安装于贮箱低温推进剂中的气瓶内，利用高压低温下氦气密度大的特点，一个冷氦气瓶贮气量约为同压力、同容积下常温气瓶贮气量的5.6倍，能够减轻增压系统的重量，提高火箭运载能力。另外，这种增压方式下，由于气瓶置于推进剂贮箱内，节省了整个增压系统的安装空间，也有利于整个火箭结构质量的减轻。在以液氧/煤油为推进剂的新一代运载火箭中，为了满足低温氦气的高压贮存需将冷氦复合材料气瓶放在液氧贮箱中，提高氦气的贮存密度，故需研制与液氧相容冷氦复合材料气瓶。由于复合材料在低温领域应用较少，尤其是在液氧温度的深冷条件下的应用研究更是少之又少。对于以上的问题，需要在这些方向进行深入地研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶，其特征在于，包括：铝合金内衬(1)、液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)以及铝合金尾座(3)；/n所述液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)覆盖于所述铝合金内衬(1)外表面，所述铝合金尾座(3)与铝合金内衬(1)连接，并位于所述铝合金内衬(1)的尾部，形成用于液氧环境下使用的高压低温符合材料气瓶。/n

【技术特征摘要】
1.一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶，其特征在于，包括：铝合金内衬(1)、液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)以及铝合金尾座(3)；
所述液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)覆盖于所述铝合金内衬(1)外表面，所述铝合金尾座(3)与铝合金内衬(1)连接，并位于所述铝合金内衬(1)的尾部，形成用于液氧环境下使用的高压低温符合材料气瓶。


2.根据权利要求1所述的在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶，其特征在于，所述液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)以环向和螺旋向交替缠绕的方式覆盖于所述铝合金内衬(1)的外表面。


3.根据权利要求1所述的液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶，其特征在于，所述液氧相容树脂体系与碳纤维复合层(2)包括液氧相容树脂、固化剂和碳纤维；
所述液氧相容树脂包括：双酚A环氧树脂、四溴双酚F树脂、催化剂、抗氧剂和助剂；
所述固化剂包括环氧树脂固化剂；
所述液氧相容树脂体系是液氧相容树脂与固化剂按照预设比例配比后，溶解搅拌均匀形成。


4.一种在液氧环境使用的高压低温复合材料气瓶的制造方法，其特征在于，包括：
步骤M1：根据复合材料气瓶的盛装容积、使用条件以及使用次数对内衬外形尺寸进行设计，通过包括拉深、旋压、收口及机加工工艺制成铝合金内衬；
步骤M2：将铝合金内衬与铝合金尾座相连接；
步骤M3：将液氧相容树脂与固化剂按照预设比例进行配比后固化成符合预设条件的液氧相容树脂体系；
步骤M4：将液氧相容树脂体系经过液氧冲击试验和力学性能试验验证液氧相容树脂在液氧环境中使用不会发生液氧不兼容现象；
步骤M5：根据复合材料缠绕层的强度设计得到缠绕层的层数及壁厚；
步骤M6：缠绕前，将缠绕过程中所用工装设备进行除油处理；
步骤M7：将铝合金内衬装卡在缠绕机上，将内衬外表面进...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杏，徐爱杰，王业伟，裴金迪，耿巍，黄云，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31