【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷基复合材料构件制备，具体是一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机。
技术介绍
1、随着飞行器飞行速度的不断提升，对飞行器舵机的承载、耐高速气流冲刷以及高热流密度烧蚀性能也随之提高，连续纤维增韧陶瓷基复合材料因其具有高比强、高比模、抗烧蚀、抗氧化以及质轻等优点，被广泛应用于飞行器舵翼构件的制造。高机动性飞行器通常要求其配备的舵机部件具有有限角度的可转动性，本申请综合考虑舵机服役过程中的使用工况要求，可转动舵机构件采用高强度金属轴作为转动舵轴，采用连续纤维增韧陶瓷基复合材料作为舵机防热及承载部件，此外，为匹配金属舵轴与陶瓷基复合材料之间的热膨胀量，采用了隔热材料进行热缓冲。通过金属舵轴、挂点组件、隔热组件及陶瓷基复合材料的组合搭配，满足了高速飞行器对其自身舵机结构强度的要求。
技术实现思路
1、为了克服飞行器舵机存在的耐高承载、传载及隔热性能不足的问题，本专利技术提出了一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机。
2、本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
3、一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，包括包括舵轴、挂点组件、隔热组件、陶瓷基复合材料组件。
4、所述挂点组件位于舵机头部，舵轴与飞行器舱体转动机构连接，陶瓷基复合材料组件位于舵机尾部，舵轴穿过挂点组件、隔热组件、陶瓷基复合材料组件，隔热组件与挂点组件、陶瓷基复合材料组件连接。
5、所述挂点组件包括挂点蒙皮、第一挂点、第二挂点，舵轴穿过挂点蒙皮、第一挂点、第二挂点。挂
6、所述隔热组件包括顶部隔热件、轴上部隔热件、轴中部隔热件、轴根部隔热件、上部传载隔热件、中部传载隔热件、下部传载隔热件。舵轴穿过轴上部隔热件、轴中部隔热件、轴根部隔热件，顶部隔热件位于舵轴顶部，上部传载隔热件、中部传载隔热件、下部传载隔热件依次连接，上部传载隔热件与顶部隔热件、轴上部隔热件通过连接孔及连接台阶连接，中部传载隔热件与轴上部隔热件通过连接孔及连接台阶连接，下部传载隔热件与轴中部隔热件、轴根部隔热件通过连接孔及连接台阶连接。
7、所述陶瓷基复合材料组件包括蒙皮、前缘、骨架组件，蒙皮位于骨架组件的外侧，骨架组件包括依次相接的长梁、上部骨架、中部骨架、下部骨架，前缘与舵轴垂直，位于舵机的一侧，与长梁连接。中部骨架与上部传载隔热件连接，下部骨架与下部传载隔热件连接。
8、所述舵轴依次穿过轴根部隔热件、下部骨架、轴中部隔热件、第二挂点、轴上部隔热件、第一挂点、中部骨架、上部骨架。
9、上述的舵机，所述隔热组件可以为石英、也可以为多孔陶瓷、或者为气凝胶。
10、所述顶部隔热件、轴上部隔热件、轴中部隔热件、轴根部隔热件、上部传载隔热件、中部传载隔热件、下部传载隔热件可以为石英、也可以为多孔陶瓷、还可以为气凝胶材料。
11、上述的舵机，所述蒙皮、骨架组件为连续纤维增强陶瓷基复合材料，前缘可以为三维针剌陶瓷基复合材料，也可以为细编穿剌陶瓷基复合材料。
12、上述的舵机，所述蒙皮还可以为改性的陶瓷基复合材料，可以为硅、锆、铪中的一种或两种或三种改性的陶瓷基复合材料。
13、上述的舵机，所述骨架组件的各构件通过销钉进行铆接，并采用cvi-sic铆焊对销钉进行焊接。
14、所述挂点蒙皮、第一挂点、第二挂点、顶部隔热件、轴上部隔热件、轴中部隔热件、轴根部隔热件为可拆卸构件。
15、上述的舵机，还包括防热杯，所述防热杯位于轴根部隔热件与下部骨架之间，用于防止热流渗透至舵机内部，舵轴依次穿过轴根部隔热件、防热杯、下部骨架。
16、上述的舵机，所述防热杯为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
17、上述的舵机，还包括后缘梁，所述后缘梁与上部骨架、中部骨架、下部骨架分别连接，位于舵机尾部一侧、蒙皮内部，用于加强骨架组件。
18、在后缘梁外侧还可以设置封板，所述封板与后缘梁、蒙皮连接，用于舵机尾部密封。
19、上述的舵机，所述后缘梁为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
20、上述的舵机，所述封板为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
21、本专利技术的有益效果是：
22、一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，采用了连续纤维增韧陶瓷基复合材料作为舵机骨架，其密度为金属材质的1/3～1/4，大幅降低了舵机结构的自身重量。
23、一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，舵轴的主要作用为带动舵机整体结构的机械运动；隔热组件采用石英、多孔陶瓷及气凝胶中的任意一种，其主要作用为阻断由陶瓷基复合材料传递的热流，从而保护舵轴免受热流损伤。其次，隔热组件与陶瓷基复合材料构件相互拼接，承担了舵机构件在服役过程中的一部分载荷，提高了舵机的整体强度；陶瓷基复合材料构件包括蒙皮、前缘及骨架，蒙皮抵抗舵机服役过程中热流对迎风及背风面的冲刷，前缘承受高温环境下热流对舵机最上端的热烧蚀，骨架主要起传递及承受载荷的作用。
24、一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，兼具了承载、传载及隔热功能于一体，在保证舵机构件空间不变的情况下，实现了多种功能的同时满足。
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1.一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，包括舵轴(10)、挂点组件、隔热组件、陶瓷基复合材料组件；
2.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述顶部隔热件(6)、轴上部隔热件(7)、轴中部隔热件(8)、轴根部隔热件(9)、上部传载隔热件(11)、中部传载隔热件(12)、下部传载隔热件(13)可以为石英、也可以为多孔陶瓷、还可以为气凝胶材料。
3.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述蒙皮(4)、骨架组件为连续纤维增强陶瓷基复合材料，前缘(5)可以为三维针剌陶瓷基复合材料，也可以为细编穿剌陶瓷基复合材料。
4.根据权利要求3所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述蒙皮(4)还可以为改性的陶瓷基复合材料，可以为硅、锆、铪中的一种或两种或三种改性的陶瓷基复合材料。
5.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述骨架组件的各构件通过销钉进行铆接，并采用CVI-SiC铆焊对销钉进行焊接；
6.根据权利要求1至5任
7.根据权利要求6所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述防热杯(18)为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
8.根据权利要求6所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，还包括后缘梁(19)，所述后缘梁(19)与上部骨架(15)、中部骨架(16)、下部骨架(17)分别连接，位于舵机尾部一侧、蒙皮(4)内部，用于加强骨架组件；
9.根据权利要求8所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述后缘梁(19)为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
10.根据权利要求8所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述封板(20)为连续纤维增强陶瓷基复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，包括舵轴(10)、挂点组件、隔热组件、陶瓷基复合材料组件；
2.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述顶部隔热件(6)、轴上部隔热件(7)、轴中部隔热件(8)、轴根部隔热件(9)、上部传载隔热件(11)、中部传载隔热件(12)、下部传载隔热件(13)可以为石英、也可以为多孔陶瓷、还可以为气凝胶材料。
3.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述蒙皮(4)、骨架组件为连续纤维增强陶瓷基复合材料，前缘(5)可以为三维针剌陶瓷基复合材料，也可以为细编穿剌陶瓷基复合材料。
4.根据权利要求3所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述蒙皮(4)还可以为改性的陶瓷基复合材料，可以为硅、锆、铪中的一种或两种或三种改性的陶瓷基复合材料。
5.根据权利要求1所述的集高承载、传载、隔热于一体的舵机，其特征在于，所述骨架组件的各构件通过销钉进行铆接，并采用cvi-sic...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴京军，廖军刚，陈旭，张煜雯，田录录，王佳民，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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