一種航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航天用赤道法蘭安裝球形壓力容器，具體地說，是一種航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器。
【背景技術】
[0002]空間系統(tǒng)及其分系統(tǒng)需要各種壓力容器以貯存液體和氣體，壓力容器是航天運載器的重要部件。隨著航天事業(yè)的發(fā)展，對航天產品的重量和安全要求越來越苛刻，輕質、可靠、安全的球形復合材料壓力容器對于減輕結構質量、提高飛行器的性能、保障發(fā)射安全和降低發(fā)射成本等具有重要意義。
[0003]隨著T700、T1000、PB0等高性能碳纖維的發(fā)展和廣泛應用，目前大部分航天器姿控動力系統(tǒng)用氣瓶均采用了復合材料氣瓶，航天器姿控動力系統(tǒng)用貯箱亦有部分采用復合材料結構。
[0004]由于球形壓力容器采用法蘭安裝后無法進行復合材料的纏繞，因此復合材料球形壓力容器的安裝方式一般為箍帶固定和兩端固定，對系統(tǒng)總體結構空間布局有著特定要求，其使用范圍具有很大的局限性，不能廣泛的推廣至所有姿控動力系統(tǒng)。中間赤道法蘭安裝方式對優(yōu)化系統(tǒng)總體結構布局及提高壓力容器的抗過載能力具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0005]針對航天壓力容器重量要求越來越苛刻和現(xiàn)有球形復合材料壓力容器安裝方式局限于箍帶固定和兩端固定的現(xiàn)實，本發(fā)明提供了一種航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器，包括復合材料殼體、安裝在復合材料殼體赤道位置的安裝法蘭、填充于復合材料殼體和安裝法蘭之間間隙的粘接劑層、纏繞在安裝法蘭外表面的復合材料層。
[0007]優(yōu)選地，復合材料殼體為薄壁球形結構，其厚度δ與直徑D的比值小于0.004，制備復合材料殼體的纖維為Τ700、Τ1000和ΡΒ0。
[0008]優(yōu)選地，安裝法蘭由下安裝法蘭和兩上安裝法蘭組成，下安裝法蘭為整環(huán)結構，上安裝法蘭為半環(huán)結構，下安裝法蘭套接在復合材料殼體的赤道位置，兩上安裝法蘭與下安裝法蘭扣合。
[0009]優(yōu)選地，所述下安裝法蘭與兩上安裝法蘭通過凹凸結構相互咬合連接，凹凸結構咬合處涂敷有結構膠J133，固化后下安裝法蘭與上安裝法蘭緊密連接。
[0010]優(yōu)選地，所述下安裝法蘭與兩上安裝法蘭在環(huán)向纏繞前通過沉頭螺釘固定。
[0011 ]優(yōu)選地，所述下安裝法蘭為大直徑薄壁環(huán)形結構，下安裝法蘭內型面與復合材料殼體I間隙配合，下安裝法蘭與復合材料殼體I之間的間隙由粘接劑層填充；下安裝法蘭與復合材料殼體形成相互咬合的自鎖結構，下安裝法蘭徑向自鎖楔入尺寸tl為2mm-10mm。
[0012]優(yōu)選地，所述上安裝法蘭為大直徑薄壁半環(huán)形結構，上安裝法蘭內型面與復合材料殼體間隙配合，上安裝法蘭與復合材料殼體之間的間隙由粘接劑層填充，上安裝法蘭與復合材料殼體形成相互咬合的自鎖結構，上安裝法蘭徑向自鎖楔入尺寸t2為2mm-10mm。
[0013]優(yōu)選地，所述下安裝法蘭的材料為鋁合金2A14、5 AO 5、5A06、6061、7055中的一種，所述上安裝法蘭的材料為鋁合金2A14、5A05、5A06、6061、7055中的一種。
[0014]優(yōu)選地，復合材料層為碳纖維/環(huán)氧纏繞層，即將環(huán)氧樹脂與固化劑、促進劑和增塑劑等按照一定比例混合成膠狀液體，然后將浸有膠液的纖維纏繞在安裝法蘭3之上經固化而成。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]解決了現(xiàn)有球形復合材料壓力容器局限于箍帶固定和兩端固定形式，采用了組合式航天用赤道法蘭安裝的安裝形式，大大提高了球形復合材料壓力容器的使用范圍。使用本發(fā)明所述方法制造的航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器可用于廣泛應用于導彈武器動力系統(tǒng)、運載火箭輔助動力系統(tǒng)和空間飛行器推進系統(tǒng)等領域，可有效降低其結構質量，提高干重比，降低發(fā)射成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器結構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例中安裝法蘭局部放大示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中其中一個上安裝法蘭和下安裝法蘭連接方式示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例中另一個上安裝法蘭和下安裝法蘭連接方式示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0022]如圖1-3所示，本發(fā)明實施例提供了一種航天用赤道法蘭安裝球形復合材料壓力容器，包括復合材料殼體1、安裝在復合材料殼體I赤道位置的安裝法蘭3、填充于復合材料殼體I和安裝法蘭3之間間隙的粘接劑層2、纏繞在安裝法蘭3外表面的復合材料層4。復合材料殼體I為薄壁球形結構，其厚度S與直徑D的比值小于0.004，制備復合材料殼體I的纖維為T700、T1000和ΡΒ0。安裝法蘭3由下安裝法蘭31和兩上安裝法蘭32組成，下安裝法蘭31為整環(huán)結構，上安裝法蘭32為半環(huán)結構，下安裝法蘭31套接在復合材料殼體I的赤道位置，兩上安裝法蘭32與下安裝法蘭31扣合。所述下安裝法蘭31與兩上安裝法蘭32通過凹凸結構相互咬合連接，凹凸結構咬合處涂敷有結構膠J133，固化后下安裝法蘭31與上安裝法蘭32緊密連接。所述下安裝法蘭31與兩上安裝法蘭32在環(huán)向纏繞前通過沉頭螺釘固定。所述下安裝法蘭31為大直徑薄壁環(huán)形結構，下安裝法蘭31內型面與復合材料殼體I間隙配合，下安裝法蘭31與復合材料殼體I之間的間隙由粘接劑層2填充;下安裝法蘭31與復合材料殼體I形成相互咬合的自鎖結構，下安裝法蘭31徑向自鎖楔入尺寸11為2mm-1Omm。所述上安裝法蘭32為大直徑薄壁半環(huán)形結構，上安裝法蘭32內型面與復合材料殼體I間隙配合，上安裝法蘭32與復合材料殼體I之間的間隙由粘接劑層2填充，