一种采用Ti2AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法技术

一种采用Ti<subgt;2</subgt;AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，它涉及复合板隔热结构的设计方法。本发明专利技术要解决现有高超音速飞行器的蒙皮轻量化与结构强度和防隔热整体提高的难题。方法：一、网格式夹层复合板的制备；二、点阵式隔热结构的定位与组装；三、气凝胶的放置；四、点阵式隔热结构封板的焊接。本发明专利技术用于采用Ti<subgt;2</subgt;AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合板隔热结构的设计方法。

技术介绍

1、高超音速飞行器拥有高飞行速度和高机动性，是现在国际领域的重点研发方向之一。高超音速飞行器的研发向着提升马赫数、减轻自身重量与批量化生产发展，这对飞行器蒙皮的强度、耐热性和轻量化提出新的考验。

2、在超音速飞行时，高超音速飞行器蒙皮表面由于“热障效应”温度可达700℃以上。因此，必须要求飞行器蒙皮具有耐热性。同时，为了保护飞行器腔体内元件，蒙皮结构还要求具有良好的隔热性。因此，需要对高超音速飞行器的蒙皮结构整体进行轻量化设计，并保证其结构强度和防隔热性能。

3、为了实现防隔热性能，蒙皮可以采用内衬板+气凝胶隔层+外层封板结构，利用气凝胶实现良好的隔热性能。

4、为了实现耐热性能，蒙皮结构中的外层封板需要一种在高温环境下保持高强度的金属。新型材料ti2alnb基合金服役温度在650～750℃，能够满足高超音速飞行器蒙皮高温服役需求。

5、但是ti2alnb基合金密度较大，蒙皮结构全部采用该金属不能实现轻量化。将蒙皮结构中的内衬版换为其他金属板(例如高强铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用Ti2AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：

2.根据权利要求1所述的一种采用Ti2AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于步骤一①及②中所述的高强铝合金板为7系高强铝合金；步骤一③、步骤二及步骤四中所述的Ti2AlNb基合金为Ti-22Al-25Nb、Ti-23Al-17Nb或Ti-25Al-24Nb；步骤三中所述的气凝胶为Al2O3气凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种采用Ti2AlNb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于步骤一...

【技术特征摘要】

1.一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：

2.根据权利要求1所述的一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于步骤一①及②中所述的高强铝合金板为7系高强铝合金；步骤一③、步骤二及步骤四中所述的ti2alnb基合金为ti-22al-25nb、ti-23al-17nb或ti-25al-24nb；步骤三中所述的气凝胶为al2o3气凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于步骤一①中所述的高强铝合金板厚度为2mm～10mm；步骤一②中所述的高强铝合金板厚度为2mm～10mm；步骤一③中所述的ti2alnb基合金板的厚度与步骤一①中凹槽的厚度相同；步骤四中所述的ti2alnb基合金封板的厚度为2mm～10mm。

4.根据权利要求1所述的一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于步骤一①中所述的凹槽为长方体凹槽或椭圆形柱体凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内衬实现多层隔热结构轻量化的设计方法，其特征在于当所述的凹槽为长方体凹槽时，凹槽的边长为20mm～60mm，深度为1mm～5mm，相邻凹槽的间距≥30mm；当所述的凹槽为椭圆形柱体凹槽时，椭圆形的长轴≥40mm，椭圆形的短轴≥30mm，凹槽深度为1mm～2mm，相邻凹槽的间距≥30mm。

6.根据权利要求1所述的一种采用ti2alnb/高强铝合金复合板内...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵斌，李涛，宗影影，高晨曦，单德彬，郭斌，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：