本發(fā)明涉及一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計。
背景技術(shù)：
：：1、隨著航天探索任務(wù)越發(fā)復(fù)雜，探索目標(biāo)越發(fā)遙遠(yuǎn)，對飛行器輕量化的需求更為迫切。采用柔性薄膜密封結(jié)構(gòu)替代金屬密封艙結(jié)構(gòu)是有效的輕量化途徑，在未來具有廣闊的應(yīng)用前景。2、柔性密封結(jié)構(gòu)可應(yīng)用在全柔性密封艙結(jié)構(gòu)和剛?cè)峄旌厦芊馀摻Y(jié)構(gòu)。全柔性密封艙結(jié)構(gòu)因開口、設(shè)備連接等不可避免地存在與剛性結(jié)構(gòu)的過渡連接，而剛?cè)峄旌厦芊馀摻Y(jié)構(gòu)在某些探索任務(wù)中是一種更為高效的結(jié)構(gòu)形式，剛性結(jié)構(gòu)和柔性需密封連接。剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)需同時具備長壽命、高可靠的承載和密封性能，而這些連接因剛度突變、長期磨損等原因容易成為薄弱環(huán)節(jié)，是柔性密封艙結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點(diǎn)和難點(diǎn)。3、中國專利cn104058103a公開了一種用于航天器柔性充氣展開結(jié)構(gòu)的剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)，在剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)間加雙道o形密封圈實現(xiàn)氣密連接，文獻(xiàn)“柔性艙o型密封圈密封性能分析”介紹了一種剛?cè)崦芊獾倪B接結(jié)構(gòu)。這兩種方法提出的技術(shù)方案均是通過o形密封圈壓緊后局部產(chǎn)生較大的密封接觸應(yīng)力來實現(xiàn)密封，不足是該連接結(jié)構(gòu)在內(nèi)壓載荷的作用下氣密膜可能從壓緊位置處滑移，使得承載和密封功能失效。4、專利cn106287101b公開了一種固體火箭發(fā)動機(jī)噴管與柔性堵蓋的粘接方法及密封工裝，文獻(xiàn)“inflatable?structures?technology?handbook”介紹了一種用膠粘劑將柔性薄膜和金屬件之間粘接的方式實現(xiàn)剛?cè)釟饷苓B接。這兩種方法通過將剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)在連接位置處進(jìn)行粘接以保證氣密性，同時可防止柔性氣密膜在連接位置處的滑移，該兩種方法的不足是一旦粘上后結(jié)構(gòu)將不可拆卸，結(jié)構(gòu)無法維修和更換，且密封性能受粘接工藝影響較大，難以準(zhǔn)確控制。技術(shù)實現(xiàn)思路1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，具有高可靠的承載和密封功能，可反復(fù)拆裝，特別適用于大尺寸剛?cè)峄旌厦芊馀摻Y(jié)構(gòu)。2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：3、一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，用于連接金屬艙，包括柔性膜結(jié)構(gòu)、密封圈、緊固件；4、所述柔性膜結(jié)構(gòu)為復(fù)合層，從金屬艙內(nèi)至金屬艙外依次為承壓層、氣密層和阻燃層，各層分別獨(dú)立連接金屬艙；承壓層用于為支撐氣密層并承受和傳遞內(nèi)壓載荷，氣密層用于密封，阻燃層用于阻燃金屬艙；5、所述金屬艙沿環(huán)向均勻設(shè)置若干個掛鉤，掛鉤作為金屬艙與承壓層的接口，承壓層掛接在各掛鉤上；所述金屬艙沿環(huán)向設(shè)置一道環(huán)框，環(huán)框位于掛鉤的上方；環(huán)框端面上設(shè)置一道密封槽和若干個均勻分布的螺釘孔，氣密層與環(huán)框通過放置于密封槽內(nèi)的密封圈壓緊，通過緊固件連接螺釘孔與氣密層、阻燃層，實現(xiàn)金屬艙與氣密層、金屬艙與阻燃層連接。6、進(jìn)一步地，所述承壓層是由尼龍-聚氨酯涂層織物通過裁剪和熱合制成的膜結(jié)構(gòu)，外周均勻設(shè)有若干個掛孔，掛孔的形狀尺寸及分布與所述掛鉤形狀尺寸及分布相同，掛孔與掛鉤一一對應(yīng)且采用緊配合，使承壓層掛至各掛鉤上。7、進(jìn)一步地，每個掛鉤上開設(shè)一個螺釘孔，螺釘孔用于安裝防脫螺釘，防止承壓層從掛鉤脫出，防脫螺釘一端與掛鉤側(cè)面齊平，另一端不允許頂?shù)浇饘倥撆摫凇?、進(jìn)一步地，所述氣密層由氣密膜和第二粘接環(huán)粘接而成，氣密膜是由聚氨酯膜通過裁剪和熱合制成的膜結(jié)構(gòu)，第二粘接環(huán)為圓環(huán)板形結(jié)構(gòu)，第二粘接環(huán)與環(huán)框通過密封圈壓緊密封；第二粘接環(huán)環(huán)向均勻開設(shè)若干個穿釘孔，穿釘孔的數(shù)量、分布與環(huán)框上螺釘孔的數(shù)量、分布相同，通過緊固件穿過穿釘孔及對應(yīng)的螺釘孔，實現(xiàn)氣密層與金屬艙的固定連接。9、進(jìn)一步地，所述第二粘接環(huán)的材料優(yōu)選輕質(zhì)鋁合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板或塑料，第二粘接環(huán)壓密封圈的一面為密封面，粗糙度小于1.6。10、進(jìn)一步地，環(huán)框面向艙外的表面設(shè)計為斜面，密封槽各面粗糙度小于1.6。11、進(jìn)一步地，所述阻燃層包括阻燃布、第一粘接環(huán)，第一粘接環(huán)為圓環(huán)板形結(jié)構(gòu)，阻燃布外周與第一粘接環(huán)粘接；第一粘接環(huán)沿環(huán)向均勻開設(shè)若干個穿釘孔，穿釘孔的數(shù)量、分布與螺釘孔的數(shù)量、分布相同，通過緊固件穿過穿釘孔及對應(yīng)的螺釘孔，實現(xiàn)氣密層與金屬艙的固定連接；所述第一粘接環(huán)的材料優(yōu)選輕質(zhì)鋁合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板或塑料。12、進(jìn)一步地，多個軟質(zhì)墊塊設(shè)置在承壓層、氣密層和金屬艙的艙壁之間，填充環(huán)框、金屬艙壁、掛鉤、氣密層以及承壓層之間的空隙，用以支撐和保護(hù)氣密層。13、進(jìn)一步地，軟質(zhì)墊塊采用輕質(zhì)泡沫或海綿，軟質(zhì)墊塊沿金屬艙艙壁一周分為多段；軟質(zhì)墊塊上加工內(nèi)嵌槽，通過緊配合嵌入環(huán)框和掛鉤之間。14、對高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配的方法，包括：15、步驟1：安裝密封圈至密封槽內(nèi)；16、步驟2：在承壓層、氣密層、阻燃層、金屬艙上設(shè)置象限標(biāo)識，對齊承壓層上的象限標(biāo)識與金屬艙的象限標(biāo)識，將承壓層的掛孔掛裝在金屬艙的掛鉤上；17、步驟3：安裝防脫螺釘，防脫螺釘一端與掛鉤側(cè)面齊平，另一端不允許頂?shù)浇饘倥撆摫冢?8、步驟4：安裝多段軟質(zhì)墊塊；19、步驟5：對齊氣密層上的象限標(biāo)識與金屬艙的象限標(biāo)識，將粘有氣密膜的第二粘接環(huán)放置到環(huán)框和密封圈上方，至少安裝4個緊固件，臨時固定氣密層；20、步驟6：對齊阻燃層上的象限標(biāo)識與金屬艙的象限標(biāo)識，將粘有阻燃布的第一粘接環(huán)放置到第二粘接環(huán)上面；21、步驟7：去掉臨時固定氣密層的緊固件，再次安裝各緊固件連接螺釘孔與氣密層、阻燃層，緊固件對角安裝，多級施加預(yù)緊力，使產(chǎn)品受力均勻，最后一次安裝時螺釘頭封膠。22、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：23、(1)本發(fā)明提出的剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)中各功能層(承壓層、氣密層和阻燃層)與金屬艙的連接相互獨(dú)立，連接可靠性高。承壓層通過掛孔掛接在艙體掛鉤上，為多點(diǎn)分散連接，在內(nèi)壓作用下各點(diǎn)將承壓層載荷均勻分散和傳遞到金屬艙上，接頭可承受較大載荷；氣密層與金屬艙的連接功能為氣密，不承受內(nèi)壓載荷，氣密層粘接在粘接環(huán)上，為第一道密封環(huán)節(jié)，粘接環(huán)與艙體環(huán)框之間通過密封圈壓緊，為第二道密封環(huán)節(jié)，兩道密封環(huán)節(jié)均有高可靠的密封性能并使得氣密層與艙體的連接可拆卸；阻燃層與另一粘接環(huán)粘接，與金屬艙環(huán)框通過緊固件連接。氣密層、承壓層和金屬艙之間填充軟質(zhì)墊塊，用以支撐和保護(hù)氣密膜。各層獨(dú)立連接，獨(dú)立實現(xiàn)不同功能，連接可靠性高。24、(2)本發(fā)明提出的剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)可反復(fù)拆裝。承壓層與金屬艙掛鉤掛接、氣密層和阻燃層通過粘接環(huán)與金屬艙機(jī)械連接，各功能層的連接可反復(fù)拆裝，操作方便。25、(3)本發(fā)明提出的剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)重量輕，尤其適用于大尺寸剛?cè)峄旌厦芊馀摗］^弱的粘接環(huán)即可實現(xiàn)可靠的氣密連接，可以避免剛度較大的連接法蘭導(dǎo)致的重量增加；掛鉤和金屬艙為整體，無需轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)，節(jié)省結(jié)構(gòu)重量。對于大尺寸剛?cè)峄旌厦芊馀摻Y(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的剛?cè)徇B接結(jié)構(gòu)重量優(yōu)勢更為顯著。技術(shù)特征：1.一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，用于連接金屬艙，其特征在于，包括柔性膜結(jié)構(gòu)、密封圈、緊固件；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述承壓層是由尼龍-聚氨酯涂層織物通過裁剪和熱合制成的膜結(jié)構(gòu)，外周均勻設(shè)有若干個掛孔，掛孔的形狀尺寸及分布與所述掛鉤形狀尺寸及分布相同，掛孔與掛鉤一一對應(yīng)且采用緊配合，使承壓層掛至各掛鉤上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個掛鉤上開設(shè)一個螺釘孔，螺釘孔用于安裝防脫螺釘，防止承壓層從掛鉤脫出，防脫螺釘一端與掛鉤側(cè)面齊平，另一端不允許頂?shù)浇饘倥撆摫凇?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣密層由氣密膜和第二粘接環(huán)粘接而成，氣密膜是由聚氨酯膜通過裁剪和熱合制成的膜結(jié)構(gòu)，第二粘接環(huán)為圓環(huán)板形結(jié)構(gòu)，第二粘接環(huán)與環(huán)框通過密封圈壓緊密封；第二粘接環(huán)環(huán)向均勻開設(shè)若干個穿釘孔，穿釘孔的數(shù)量、分布與環(huán)框上螺釘孔的數(shù)量、分布相同，通過緊固件穿過穿釘孔及對應(yīng)的螺釘孔，實現(xiàn)氣密層與金屬艙的固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二粘接環(huán)的材料優(yōu)選輕質(zhì)鋁合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板或塑料，第二粘接環(huán)壓密封圈的一面為密封面，粗糙度小于1.6。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，環(huán)框面向艙外的表面設(shè)計為斜面，密封槽各面粗糙度小于1.6。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述阻燃層包括阻燃布、第一粘接環(huán)，第一粘接環(huán)為圓環(huán)板形結(jié)構(gòu)，阻燃布外周與第一粘接環(huán)粘接；第一粘接環(huán)沿環(huán)向均勻開設(shè)若干個穿釘孔，穿釘孔的數(shù)量、分布與螺釘孔的數(shù)量、分布相同，通過緊固件穿過穿釘孔及對應(yīng)的螺釘孔，實現(xiàn)氣密層與金屬艙的固定連接；所述第一粘接環(huán)的材料優(yōu)選輕質(zhì)鋁合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板或塑料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個軟質(zhì)墊塊設(shè)置在承壓層、氣密層和金屬艙的艙壁之間，填充環(huán)框、金屬艙壁、掛鉤、氣密層以及承壓層之間的空隙，用以支撐和保護(hù)氣密層。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，其特征在于，軟質(zhì)墊塊采用輕質(zhì)泡沫或海綿，軟質(zhì)墊塊沿金屬艙艙壁一周分為多段；軟質(zhì)墊塊上加工內(nèi)嵌槽，通過緊配合嵌入環(huán)框和掛鉤之間。10.對權(quán)利要求1所述的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配的方法，其特征在于，包括：技術(shù)總結(jié)本發(fā)明公開了一種可多次拆裝的高可靠剛?cè)崦芊膺B接結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計
技術(shù)領(lǐng)域：
：。該結(jié)構(gòu)包括柔性膜結(jié)構(gòu)、密封圈、緊固件，柔性膜結(jié)構(gòu)為復(fù)合層，從金屬艙內(nèi)至金屬艙外依次為承壓層、氣密層和阻燃層，各層分別獨(dú)立連接金屬艙。金屬艙沿環(huán)向分別設(shè)置一圈均勻分布的掛鉤、一道環(huán)框，環(huán)框位于掛鉤的上方，環(huán)框端面上設(shè)置密封槽和若干個螺釘孔，氣密層與環(huán)框通過放置于密封槽內(nèi)的密封圈壓緊，通過緊固件連接螺釘孔與氣密層、阻燃層，實現(xiàn)金屬艙與氣密層、金屬艙與阻燃層連接。本發(fā)明可反復(fù)拆裝、可靠性高，特別適用于大尺寸剛?cè)峄旌厦芊馀摻Y(jié)構(gòu)。技術(shù)研發(fā)人員：成志忠,常潔,李小琪,陳燕,周志勇,鄧宇華,張萃,王剛,王祥受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京空間飛行器總體設(shè)計部技術(shù)研發(fā)日：技術(shù)公布日：2025/1/2