一种复材球缺制件的制作方法

1.本实用新型属于航空航天技术领域，尤其涉及一种复材球缺制件。


背景技术：

2.整流罩用于保护卫星及其它有效载荷，以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响，是运载火箭的重要组成部分，整流罩也应用于航天飞行器和导弹等方面。现有整流罩一般为蚌壳式(两半)结构，由端头帽、前锥段、圆筒段、倒锥段和纵向及横向分离机构等组成。端头帽位于整流罩的最前端，端头帽呈球缺状，在飞行过程中承受轴力、弯矩、外压、气动等外载荷，并需要维持良好的气动外形，为了提高效率，增大运载能力，其结构质量应尽可能轻，现端头帽多采用纤维复合材料制造，但如何提高端头帽的承压能力需要不断改进。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的如何提高端头帽的承压能力的问题，本实用新型提供一种复材球缺制件。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下，一种复材球缺制件，包括左半罩和右半罩，所述左半罩和右半罩拼接成该球缺制件，所述左半罩和右半罩的结构相同；所述左半罩包括多层第一铺层和多层第二铺层，所述第一铺层和第二铺层的外形均与左半罩的外形匹配，多层所述第一铺层和多层所述第二铺层均沿该球缺的截面径向依次铺贴，至少两层所述第一铺层位于左半罩的最外侧，以及至少两层所述第一铺层位于左半罩的最内侧；
5.所述第一铺层包括圆顶和多片第一瓜瓣，多片所述第一瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，所述第一瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶对接；所述第二铺层包括多片第二瓜瓣，多片所述第二瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，所述第二瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶搭接，且所述圆顶覆盖住第二瓜瓣靠近圆顶的一端。
6.作为优选，相邻所述第一铺层之间，相邻所述第一铺层与第二铺层之间，以及相邻所述第二铺层之间的接缝均错开设置；后一片所述第一瓜瓣与前一片所述第一瓜瓣的搭接重叠范围为1/3～2/3；后一片所述第二瓜瓣与前一片所述第二瓜瓣的搭接重叠范围为1/3～2/3。确保相邻的第一瓜瓣之间的连接强度；确保相邻的第二瓜瓣之间的连接强度，确保左半罩和右半罩的整体连接强度，确保该球缺制件的承压能力。
7.进一步地，后一片所述第一瓜瓣与前一片所述第一瓜瓣的搭接重叠为1/2；后一片所述第二瓜瓣与前一片所述第二瓜瓣的搭接重叠为1/2。确保相邻的第一瓜瓣之间的连接强度，且同一层的第一铺层无厚度差；确保相邻的第二瓜瓣之间的连接强度，且同一层的第二铺层无厚度差，确保左半罩和右半罩的整体连接强度，大幅提高该球缺制件的承压能力。
8.进一步地，所述第一铺层的第一片所述第一瓜瓣和最后一片所述第一瓜瓣未搭接的部分均叠铺一片补铺瓜瓣；所述第二铺层的第一片所述第二瓜瓣和最后一片所述第二瓜
瓣未搭接的部分也均叠铺一片所述补铺瓜瓣。确保左半罩和右半罩两端的连接强度，减少加工余量，节约材料。
9.进一步地，最外侧的第一铺层向内间隔至少两层所述第二铺层再铺设至少两层第一铺层，最内侧的第一铺层向外间隔至少两层所述第二铺层再铺设至少两层第一铺层。左半罩的最外侧和最内侧均设置至少两层第一铺层，第一铺层采用圆顶加第一瓜瓣的铺贴结构，既保证该球缺制件顶部的完整性，从而提高耐热流冲击性能，提高承压能力，且可以保证圆顶铺贴固化后的平整度，维持该球缺制件良好的气动外形。
10.进一步地，两层所述第一铺层位于左半罩的最外侧，最外侧的所述第一铺层向内间隔两层所述第二铺层再铺设两层第一铺层；两层所述第一铺层位于左半罩的最内侧，最内侧的所述第一铺层向外间隔两层所述第二铺层再铺设两层第一铺层。第一铺层采用圆顶加第一瓜瓣的铺贴结构，且第一铺层的合理布局，既保证该球缺制件顶部的完整性，从而提高耐热流冲击性能，提高承压能力，且可以保证圆顶铺贴固化后的平整度，维持该球缺制件良好的气动外形。
11.进一步地，所述第一铺层和第二铺层的总层数至少为16层。确保该球缺制件的承压能力，可根据实际应用场景设置第一铺层和第二铺层的总层数。
12.作为优选，所述左半罩和右半罩通过连接件拼接成该球缺制件。采用径向二分之一结构拼接方式，在汇聚顶部采用整铺增强，大幅提高该球缺制件的承压能力。
13.有益效果：本实用新型的复材球缺制件，左半罩和右半罩通过连接件拼接成该球缺制件，因第一铺层采用圆顶加第一瓜瓣的铺贴结构，多片第一瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，第一瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶对接；多片第二瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，第二瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶搭接，且圆顶覆盖住第二瓜瓣靠近圆顶的一端；以及，第一铺层和第二铺层的布局合理巧妙，既保证该球缺制件顶部的完整性，提高耐热流冲击性能，提高承压能力，且可以保证圆顶铺贴固化后的平整度，维持该球缺制件良好的气动外形。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
15.图1是本实用新型复材球缺制件的第一铺层的立体结构示意图；
16.图2是本实用新型复材球缺制件的第二铺层的立体结构示意图；
17.图3是本实用新型复材球缺制件的左半罩的局部剖视示意图；
18.图4是本实用新型复材球缺制件的立体结构示意图；
19.图中：1、左半罩，11、第一铺层，111、圆顶，112、第一瓜瓣，113、补铺瓜瓣，12、第二铺层，121、第二瓜瓣，2、右半罩，3、连接件。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例
22.如图1～4所示，一种复材球缺制件，包括左半罩1和右半罩2，所述左半罩1和右半罩2拼接成该球缺制件，所述左半罩1和右半罩2的结构相同；所述左半罩1包括多层第一铺层11和多层第二铺层12，所述第一铺层11和第二铺层12的外形均与左半罩1的外形匹配，多层所述第一铺层11和多层所述第二铺层12均沿该球缺的截面径向依次铺贴，至少两层所述第一铺层11位于左半罩1的最外侧，以及至少两层所述第一铺层11位于左半罩1的最内侧；所述第一铺层11包括圆顶111和多片第一瓜瓣112，多片所述第一瓜瓣112绕圆顶111的周向依次搭接，所述第一瓜瓣112靠近圆顶111的一端与圆顶111对接；所述第二铺层12包括多片第二瓜瓣121，多片所述第二瓜瓣121绕圆顶111的周向依次搭接，所述第二瓜瓣121靠近圆顶111的一端与圆顶111搭接，且所述圆顶111覆盖住第二瓜瓣121靠近圆顶111的一端。
23.为了确保相邻的第一瓜瓣112之间的连接强度，确保相邻的第二瓜瓣121之间的连接强度，确保左半罩1和右半罩2的整体连接强度，确保该球缺制件的承压能力，在本实施例中，相邻所述第一铺层11之间，相邻所述第一铺层11与第二铺层12之间，以及相邻所述第二铺层12之间的接缝均错开设置；后一片所述第一瓜瓣112与前一片所述第一瓜瓣112的搭接重叠范围为1/3～2/3，具体地，如图1所示，本实施例的后一片所述第一瓜瓣112与前一片所述第一瓜瓣112的搭接重叠为1/2，使得同一层的第一铺层11无厚度差；后一片所述第二瓜瓣121与前一片所述第二瓜瓣121的搭接重叠范围为1/3～2/3，具体地，如图2所示，本实施例的后一片所述第二瓜瓣121与前一片所述第二瓜瓣121的搭接重叠为1/2，使得同一层的第二铺层12无厚度差；所述第一铺层11的第一片所述第一瓜瓣112和最后一片所述第一瓜瓣112未搭接的部分均叠铺一片补铺瓜瓣113，所述第二铺层12的第一片所述第二瓜瓣121和最后一片所述第二瓜瓣121未搭接的部分也均叠铺一片所述补铺瓜瓣113。
24.第一铺层11采用圆顶111加第一瓜瓣112的铺贴结构，合理布局第一铺层11，既保证该球缺制件顶部的完整性，从而提高耐热流冲击性能，提高承压能力，且可以保证圆顶111铺贴固化后的平整度，维持该球缺制件良好的气动外形，在本实施例中，如图1～3所示，两层所述第一铺层11位于左半罩1的最外侧，最外侧的第一铺层11向内间隔至少两层所述第二铺层12再铺设至少两层第一铺层11，具体地，在本实施例的最外侧的所述第一铺层11向内间隔两层所述第二铺层12再铺设两层第一铺层11；两层所述第一铺层11位于左半罩1的最内侧，最内侧的第一铺层11向外间隔至少两层所述第二铺层12再铺设至少两层第一铺层11，具体地，在本实施例的最内侧的所述第一铺层11向外间隔两层所述第二铺层12再铺设两层第一铺层11；所述第一铺层11和第二铺层12的总层数至少为16层，可根据实际应用场景设置第一铺层11和第二铺层12的总层数。
25.具体地，在本实施例中，如图4所示，所述左半罩1和右半罩2通过连接件3拼接成该球缺制件，采用径向二分之一结构拼接方式，在汇聚顶部采用整铺增强，大幅提高该球缺制件的承压能力。
26.工作原理如下：
27.左半罩1和右半罩2通过连接件3拼接成该球缺制件，因第一铺层11采用圆顶111加
第一瓜瓣112的铺贴结构，多片第一瓜瓣112绕圆顶111的周向依次搭接，第一瓜瓣112靠近圆顶111的一端与圆顶111对接；多片第二瓜瓣121绕圆顶111的周向依次搭接，第二瓜瓣121靠近圆顶111的一端与圆顶111搭接，且圆顶111覆盖住第二瓜瓣121靠近圆顶111的一端；以及，第一铺层11和第二铺层12的布局合理巧妙，既保证该球缺制件顶部的完整性，提高耐热流冲击性能，提高承压能力，且可以保证圆顶111铺贴固化后的平整度，维持该球缺制件良好的气动外形。
28.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复材球缺制件，其特征在于：包括左半罩(1)和右半罩(2)，所述左半罩(1)和右半罩(2)拼接成该球缺制件，所述左半罩(1)和右半罩(2)的结构相同；所述左半罩(1)包括多层第一铺层(11)和多层第二铺层(12)，所述第一铺层(11)和第二铺层(12)的外形均与左半罩(1)的外形匹配，多层所述第一铺层(11)和多层所述第二铺层(12)均沿该球缺的截面径向依次铺贴，至少两层所述第一铺层(11)位于左半罩(1)的最外侧，以及至少两层所述第一铺层(11)位于左半罩(1)的最内侧；所述第一铺层(11)包括圆顶(111)和多片第一瓜瓣(112)，多片所述第一瓜瓣(112)绕圆顶(111)的周向依次搭接，所述第一瓜瓣(112)靠近圆顶(111)的一端与圆顶(111)对接；所述第二铺层(12)包括多片第二瓜瓣(121)，多片所述第二瓜瓣(121)绕圆顶(111)的周向依次搭接，所述第二瓜瓣(121)靠近圆顶(111)的一端与圆顶(111)搭接，且所述圆顶(111)覆盖住第二瓜瓣(121)靠近圆顶(111)的一端。2.根据权利要求1所述的复材球缺制件，其特征在于：相邻所述第一铺层(11)之间，相邻所述第一铺层(11)与第二铺层(12)之间，以及相邻所述第二铺层(12)之间的接缝均错开设置；后一片所述第一瓜瓣(112)与前一片所述第一瓜瓣(112)的搭接重叠范围为1/3～2/3；后一片所述第二瓜瓣(121)与前一片所述第二瓜瓣(121)的搭接重叠范围为1/3～2/3。3.根据权利要求2所述的复材球缺制件，其特征在于：后一片所述第一瓜瓣(112)与前一片所述第一瓜瓣(112)的搭接重叠为1/2；后一片所述第二瓜瓣(121)与前一片所述第二瓜瓣(121)的搭接重叠为1/2。4.根据权利要求3所述的复材球缺制件，其特征在于：所述第一铺层(11)的第一片所述第一瓜瓣(112)和最后一片所述第一瓜瓣(112)未搭接的部分均叠铺一片补铺瓜瓣(113)；所述第二铺层(12)的第一片所述第二瓜瓣(121)和最后一片所述第二瓜瓣(121)未搭接的部分也均叠铺一片所述补铺瓜瓣(113)。5.根据权利要求1～4任一项所述的复材球缺制件，其特征在于：最外侧的第一铺层(11)向内间隔至少两层所述第二铺层(12)再铺设至少两层第一铺层(11)，最内侧的第一铺层(11)向外间隔至少两层所述第二铺层(12)再铺设至少两层第一铺层(11)。6.根据权利要求5所述的复材球缺制件，其特征在于：两层所述第一铺层(11)位于左半罩(1)的最外侧，最外侧的所述第一铺层(11)向内间隔两层所述第二铺层(12)再铺设两层第一铺层(11)；两层所述第一铺层(11)位于左半罩(1)的最内侧，最内侧的所述第一铺层(11)向外间隔两层所述第二铺层(12)再铺设两层第一铺层(11)。7.根据权利要求6所述的复材球缺制件，其特征在于：所述第一铺层(11)和第二铺层(12)的总层数至少为16层。8.根据权利要求1所述的复材球缺制件，其特征在于：所述左半罩(1)和右半罩(2)通过连接件(3)拼接成该球缺制件。

技术总结
本实用新型属于航空航天技术领域，尤其涉及一种复材球缺制件，包括左半罩和右半罩，左半罩和右半罩拼接成该球缺制件，左半罩和右半罩的结构相同；左半罩包括多层第一铺层和多层第二铺层，第一铺层和第二铺层的外形均与左半罩的外形匹配，多层第一铺层和多层第二铺层均沿该球缺的截面径向依次铺贴，至少两层第一铺层位于左半罩的最外侧，以及至少两层第一铺层位于左半罩的最内侧；第一铺层包括圆顶和多片第一瓜瓣，多片第一瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，第一瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶对接；第二铺层包括多片第二瓜瓣，多片第二瓜瓣绕圆顶的周向依次搭接，第二瓜瓣靠近圆顶的一端与圆顶搭接，且圆顶覆盖住第二瓜瓣靠近圆顶的一端。且圆顶覆盖住第二瓜瓣靠近圆顶的一端。且圆顶覆盖住第二瓜瓣靠近圆顶的一端。


技术研发人员：王玉凯 侯伟 张佳卫 涂尚平 李乾
受保护的技术使用者：常州启赋安泰复合材料科技有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/5/18