航天器发动机耐高温复合材料支架设计与验证

韩明芬,张少辉,李竞蔚(北京空间飞行器总体设计部)
摘要:针对第1代490N发动机复合材料支架和第2代490N发动机钛合金支架难以同时满足耐高温和轻量化双重要求的问题,设计一种应用耐高温双马树脂基复合材料的第2代490N发动机支架,并开展了分析验证和试验验证。验证结果表明:其能够承受各种复杂工况下的力、热载荷,相比第1代490N发动机复合材料支架,可将耐温能力由100℃提高至200℃,相比第2代490N发动机钛合金支架,可实现结构质量减小57.7%。耐高温复合材料支架已成功应用于多个航天器,可为航天器高质量发射和精确变轨提供可靠的技术保障。
关键词:航天器发动机支架;耐高温复合材料;机热一体化设计

目录介绍

1 设计方案

1.1 需求分析

1.2 构型选择

1.3 耐高温材料选择

1.4 机热一体化设计

2 分析验证

2.1 分析要求

2.2 刚度分析

2.3 强度分析

2.3.1 支架法兰盘及其连接螺钉的强度校核

2.3.2 连接头与连接杆胶接处的强度校核

1静强度校核

2动强度校核

2.4 指向精度分析

3 试验验证

3.1 材料级性能鉴定试验

3.1.1 QY8911双马树脂测试结果

1力学性能测试

2耐空间环境性能测试

3热物理性能测试

3.1.2 J-168胶粘剂测试结果

1力学性能测试

2耐空间环境性能测试

3热物理性能测试

3.2 产品级性能鉴定试验

3.2.1 支架静力试验验证

3.2.2 支架振动试验验证

4 结束语

 

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