阅读说明：本技术 一种复材一体成型旋抛整流罩结构 (Composite material integrated into one piece throws radome fairing structure soon ) 是由 何爱颖 陈景鹏 王骏来 谢雪明 石亦琨 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种复材一体成型旋抛整流罩结构。整流罩结构包括端头帽、I半罩、III半罩；其中端头帽采用整体式一体成型玻璃钢结构,半罩由锥段和柱段组成,锥段、柱段采用蜂窝夹层结构,内外面板为碳纤维复合材料,芯子为芳纶纸蜂窝；在半罩的横向分离面及纵向分离面有强度加强区,加强区的材料与面板的材料一致,并通过模压与锥段、柱段一体模压成型。在横向分离面处的加强区内安装分离弹簧机构、横向爆炸螺栓盒、纵向爆炸螺栓盒、悬转铰链等结构；纵向分离面的加强区内安装爆炸螺栓盒等,并在加强区内开设相关的操作口。(The invention discloses a composite material integrally-formed rotary-polishing fairing structure. The fairing structure comprises a head cap, a half I cover and a half III cover; the end cap is of an integral integrally-formed glass fiber reinforced plastic structure, the half cover is composed of a conical section and a column section, the conical section and the column section are of a honeycomb sandwich structure, the inner panel and the outer panel are made of carbon fiber composite materials, and the core is aramid fiber paper honeycomb; the horizontal separating surface and the vertical separating surface of the half cover are provided with strength reinforcing areas, the material of the reinforcing areas is consistent with that of the panel, and the reinforcing areas, the conical section and the column section are integrally molded through mold pressing. A separation spring mechanism, a transverse explosion bolt box, a longitudinal explosion bolt box, a suspension rotation hinge and other structures are arranged in a strengthening area at the transverse separation surface; the reinforced area of the longitudinal separating surface is provided with an explosion bolt box and the like, and the reinforced area is provided with a relevant operation opening.)

一种复材一体成型旋抛整流罩结构

技术领域

本发明属于运载火箭等技术领域，具体涉及一种复材一体成型旋抛整流罩结构。

背景技术

整流罩安装于运载火箭头部，下端与箭体其他舱段连接。主要作用为：第一，使运载火箭在飞行中具有较好的气动外形，减少飞行气动阻力；第二，保护卫星等有效载荷在通过大气层飞行时，不受气动加热和气动力的影响。当运载火箭穿过大气层，整流罩的保护作用已经完成，需将它从运载火箭上分离抛掉，以减小火箭的结构质量，提高运载能力。

目前，运载火箭的整流罩一般采用旋抛的分离方式，即，将整流罩分成两半罩，两半罩横向和纵向通过爆炸螺栓连接，在半罩和箭体上设计有旋转铰链。当分离指令发出后，横向、纵向爆炸螺栓解锁，分离弹簧提供分离力，使两半罩绕各自铰链转轴旋转，完成整流罩与箭体的分离。该分离方式的整流罩具有结构简单、成本低，可靠性高、技术成熟等特点。

常见的旋抛整流罩为半硬壳式结构与蜂窝夹层结构相结合的结构形式，在轴压大、外压小的部位采用半硬壳式结构，在轴压小、外压大的部段采用蜂窝夹层结构。即在整流罩与箭体连接部位采用半硬壳式结构，在整流罩前端采用蜂窝夹层结构，该结构形式既能承受大的轴压又使其结构效率高。由于硬壳式结构一般采用金属的网格加筋或者蒙皮桁条结构形式，加工完成后需要与蜂窝夹层结构部段进行连接，增加了设计、加工、装配的复杂程度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复材一体成型旋抛整流罩结构，该整流罩结构形式即能承受较大的轴外压联合作用力，也可承受横向分离点上的集中载荷，具有质量小、结构效率高、设计加工简单、加工周期短、成本低、分离可靠等优点。

一种复材一体成型旋抛整流罩结构，该结构由端头帽、I半罩、III半罩等组成；两半罩关于II-IV象限线对称，I半罩与III半罩之间通过纵向爆炸螺栓连接。靠近横向分离面处安装分离弹簧，在I象限线和III象限线附近安装铰链。整流罩分离时，横向、纵向爆炸螺栓启爆，两半罩在分离弹簧的作用下，绕铰链转轴进行旋转分离，实现整流罩与箭体的分离。

所述端头帽材料为耐热性能好的玻璃钢，采用整体式结构，端头帽的底部通过径向螺钉安装对接框；为防止整流罩两半罩在分离时相撞，将端头帽沿分离面斜切一定的角度。

所述I半罩和III半罩由锥段、柱段组成，锥段、柱段采用蜂窝夹层结构，内外面板为碳纤维复合材料，芯子为芳纶纸蜂窝；在锥段与柱段连接部位嵌入加强件，增加过渡段由于应力集中引起的刚度及强度的变化。I半罩和III半罩横向分离面及纵向分离面设有强度加强区，加强区的材料与面板的材料一致，并通过模压与锥段、柱段一体成型。

在横向分离面加强区内安装分离弹簧机构、旋转铰链、爆炸螺栓盒、旋抛铰链等结构件，开设分离弹簧操作口、空调口、排气孔等窗口；纵向分离面的加强区内安装爆炸螺栓盒，开设爆炸螺栓操作口等。整流罩安装完成后，通过口盖对操作口进行密封。

附图说明

图1为本发明结构图及剖视图

图2为本发明锥段与柱段连接处局部放大图I

图3为本发明柱段与加强区连接处局部放大图II

图4为本发明纵向分离面加强区局部放大图III

图5为本发明端头帽与半罩I连接处局部放大图

图6为本发明端头帽结构图

图7为横向爆炸螺栓盒结构图

图8为纵向爆炸螺栓盒结构图

其中，1-端头帽，2-III半罩，3-锥段，4-柱段，5-爆炸螺栓操作口，6-I半罩，7-旋转铰链，8-分离弹簧操作口，9-分离弹簧机构，10-纵向爆炸螺栓盒，11-排气孔，12-横向爆炸螺栓盒，13-爆炸螺栓操作口；

101-端头帽壳体，102-端头帽壳体与对接框连接孔，103-端头帽底部对接框，104-端头帽与I半罩连接孔；

201-III半罩柱段横向分离面加强区，202-III半罩柱段纵向分离面加强区，203-内、外面板，204-蜂窝芯子，205-锥、柱过渡加强件，206-两半罩纵向对接框；

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1、2所示，本发明提供了一种复材一体成型旋抛整流罩结构，结构包括端头帽1、I半罩6、III半罩2、分离弹簧机构9，旋转铰链7，横向爆炸螺栓盒12，纵向爆炸螺栓盒10等。

端头帽1由端头帽壳体101和底部对接框103组成，端头帽壳体101材料为耐热性能好的玻璃钢，采用整体式结构，底部对接框103为半圆形壳体，材料为铝合金；端头帽壳体101与底部对接框103通过径向螺钉孔102连接，端头帽1与III半罩2通过轴向连接孔104连接，与I半罩6自由搭接，并通过橡胶垫对端头帽与I半罩贴合面进行密封，整流罩分离时，端头帽1随III半罩2与箭体及I半罩6分离。

根据运载火箭的飞行方向，使端头帽1与半罩的连接面处于迎风面，贴合面处于背风面，防止热流进入箭体内部。

将端头帽1沿分离面斜切一定的角度θ，如图6，防止整流罩两半罩在分离时发生干涉。

I半罩6、III半罩2由锥段3、柱段4组成，锥段3、柱段4采用蜂窝夹层结构，内外面板203为碳纤维复合材料，蜂窝芯子204为芳纶纸蜂窝；在锥段3与柱段4连接部位嵌入加强件205，锥段3和柱段4通过模压一体成型。

I半罩6和III半罩2横向分离面处由于承受集中载荷及开设操作口，对整流罩的结构强度要求较高，而蜂窝夹层结构不能承受较大的轴向力及集中载荷，在横向分离面处设加强区，加强区的材料与面板的材料一致，并通过模压与柱段一体成型。

I半罩6和III半罩2纵向分离面处同样承受集中载荷及开设操作口，在纵向分离面处设加强区，加强区的材料与面板的材料一致，并通过模压与锥段、柱段一体成型。

I半罩6和III半罩2横向对接框与半罩一体模压成型，为使半罩模压的工艺简单、成本低，I半罩6和III半罩2纵向对接框206单独模压成型，通过铆钉铆接在半罩上。

在加强区开有爆炸螺栓操作口8、13，并将横向爆炸螺栓盒12、纵向爆炸螺栓盒10铆接在半罩加强区操作口处，方便爆炸螺栓的连接，爆炸螺栓连接完成后，通过口盖对操作口进行密封。

分离弹簧机构9、旋转铰链7通过铆钉铆接在半罩加强区201，为使整流罩与箭体装配方便，分离弹簧在整流罩与箭体装配前是锁紧状态，当整流罩与箭体对接后，需要将弹簧的弹力释放，使其作用在箭体上，在半罩对应的位置开设弹簧操作口，方便弹簧的解锁，弹簧解锁后，通过口盖对操作口进行密封。

根据运载火箭载荷的具体使用要求，可在半罩的加强区开设空调口及排气孔。

如整流罩内部有惯组、遥测等测量仪器，还可在整流罩对应的位置开透波口。