本發(fā)明涉及材料學和機械學領域，尤其是一種復合材料電纜罩。

背景技術：

空間飛行器在大氣中高速飛行時，迎面氣流與飛行器會產(chǎn)生摩擦，使得艙體表面溫度升高，造成氣動加熱。為了保護外表面跨艙段的電纜，多采用電纜罩的形式進行保護。電纜罩處于艙體外表面凸出部位，氣動加熱比其他部段嚴重，同時電纜罩內部安裝有多種遙測設備和控制電纜，在艙體受到氣動加熱時，電纜罩應有良好的氣動防熱性能，以保證設備具有良好的工作環(huán)境條件，不因高溫損壞而失效，因此電纜罩的設計原則首先是要進行防熱材料的設計和選型，其次要具有合理的氣動外形。

作為一種具有復雜型面的產(chǎn)品，如何確保滿足電纜罩的使用要求，不會因材料失效或型面交接處應力過大產(chǎn)生裂縫，甚至影響內部設備電纜的工作性能，是空間飛行器研制過程中要考慮的重要問題。一般情況下電纜罩的材料多選用金屬材料，外表面噴涂防熱涂料。此類電纜罩若設計得當能取得一定的防熱效果，但是結構復雜，加工困難，造價高昂，產(chǎn)品的一致性難以保證。有的采用鋼板加筋式結構，質量較重，機械加工復雜，通用性不好。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種復合材料電纜罩，成本低廉，加工工藝性好，質量較輕，產(chǎn)品一致性容易保證，而且可以適用于不同結構形式的飛行器。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種復合材料電纜罩，包括前罩體、前橡膠墊、中罩、后罩體和后橡膠墊。

以飛行器前進方向為前端，所述的前罩體為薄殼式結構，厚度為4～6mm，前端為流線型曲面，側邊為向外側凸起的安裝面，用于連接飛行器；所述的后罩體為薄殼式結構，厚度為4～6mm，后端為流線型曲面，側邊為向外側凸起的安裝面，用于連接飛行器；所述的中罩為厚4～6mm的槽形件，兩端分別連通前罩體的后端以及后罩體的前端；所述的前橡膠墊安裝在前罩體與飛行器之間，密封前罩體的前端及兩側，厚度為2～5mm；所述的后橡膠墊安裝在前罩體與飛行器之間，厚度為2～5mm，后橡膠墊的后端開有豁口，用于保持整個電纜罩內外的氣壓平衡。

所述的前罩體、中罩和后罩體的材質為高硅氧/酚醛玻璃布或碳/酚醛布；所述的前橡膠墊和后橡膠墊的材質為硅橡膠涂覆織物或硅橡膠玻璃布。

所述的前罩體經(jīng)過預浸料然后鋪層模壓成形，或者采用編織成形與樹脂傳遞模塑法成形；所述的中罩采用鋪層加壓固化成形。

所述的前罩體與前橡膠墊之間、后罩體與后橡膠墊采用室溫硫化硅橡膠GD414或硅橡膠703粘接。

所述的前罩體、中罩和后罩體之間的對接縫采用室溫硫化硅橡膠GD414進行密封處理。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)結構簡單，采用模具成型準確；

(2)安裝使用方便，可靠性高；

(3)對零件主要尺寸的精度要求不高，普通生產(chǎn)條件下即可滿足要求，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是前罩體的結構示意圖；

圖3是前橡膠墊的結構示意圖；

圖4是中罩的結構示意圖；

圖5是后罩體的結構示意圖；

圖6是后橡膠墊的結構示意圖；

圖中，1-前罩體，2-前橡膠墊，3-中罩，4-后罩體，5-后橡膠墊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。

本發(fā)明提供的復合材料電纜罩是一種具有復雜流線曲面的結構件，安裝在空間飛行器外表面，用來保護通過空間飛行器外表面的電纜，使電纜不受氣動力及氣動加熱影響。這種復合材料電纜罩能大大減少加工環(huán)節(jié)，去掉噴涂防熱涂料環(huán)節(jié)，提高勞動生產(chǎn)率，減輕結構重量，又具備在高溫下長時間工作的特性，能同時滿足結構強度和熱環(huán)境要求。

為了在飛行器外表面方便地安裝復合材料電纜罩，同時也滿足工藝的可加工性，本發(fā)明提供的分段式復合材料電纜罩如圖1所示，由前罩體1、前橡膠墊2、中罩3、后罩體4和后橡膠墊5組成。前罩體1為薄殼式結構，前端為流線型曲面，側邊為安裝面，其結構見圖2。前罩體1的厚度為4～6mm，安裝面上可加工8～10個沉頭孔，用規(guī)格為M5、M6或M8的螺釘與飛行器連接。前罩體1可以采用高硅氧/酚醛玻璃布或碳/酚醛布，經(jīng)過預浸料然后鋪層模壓成形，也可以采用編織成型與樹脂傳遞模塑法成形。前橡膠墊2厚度為2～5mm，其結構見圖3。材料可采用硅橡膠涂覆織物或硅橡膠玻璃布，具有較好的柔性和耐燒蝕性，用在這里起到密封作用，保護電纜罩內的電纜。前罩體1與前橡膠墊2可以用室溫硫化硅橡膠GD414或硅橡膠703粘接。中罩3為4～6mm厚的槽形件，見圖4?？刹捎酶吖柩?酚醛玻璃布或碳/酚醛布，經(jīng)過手工鋪層加壓固化成形。中罩3的安裝面上可加工16～20個通孔，用規(guī)格為M5、M6或M8的螺釘與飛行器連接。后罩體4采用與前罩體1完全相同的結構形式，其結構見圖5。后橡膠墊5厚度為2～5mm，其結構見圖6。材料可采用硅橡膠涂覆織物或硅橡膠玻璃布，后橡膠墊5與前橡膠墊1的區(qū)別在于后部開有一個20mm的豁口，用于保持整個電纜罩內外的氣壓平衡。

本發(fā)明的電纜罩裝配方法是：前罩體1和粘接好的前橡膠墊2用8個螺釘固定在飛行器艙體上，中罩3用18個螺釘固定在飛行器艙體外表面的9對中罩固定支座上，后罩體4和粘接好的后橡膠墊5用8個螺釘固定在飛行器艙體上，之后用室溫硫化硅橡膠GD414對罩體之間的對接縫進行密封處理。

在某空間飛行器電纜罩的研制過程中，總體對電纜罩氣動加熱的要求非常嚴酷，要求電纜罩能承受主動段飛行時的氣動加熱，其防熱結構應具有良好的熱穩(wěn)定性，其中電纜罩前端頭部瞬時環(huán)境溫度最高1160℃，主要環(huán)境溫度為600℃。通過對復合材料和曲面結構形式的分析計算，將電纜罩設計成如圖1所示的結構形式。電纜罩為分段式組合形式，由前罩體1、前橡膠墊2、中罩3、后罩體4和后橡膠墊5組成。前罩體1為薄殼式結構，前端為流線型曲面，側邊為安裝面，其結構見圖2。前罩體1的厚度為4㎜，長度為300mm，寬度為90mm，高度為25mm，安裝面上加工了8個Φ5.5mm的沉頭孔，用8個M5的螺釘(標準件)固定在飛行器艙體上。前罩體1采用高硅氧/酚醛玻璃布經(jīng)過預浸料鋪層模壓成形。前橡膠墊2厚度為2mm，其結構見圖3。材料采用硅橡膠玻璃布，用在這里起到密封作用。前罩體1與前橡膠墊2用室溫硫化硅橡膠GD414粘接。中罩3為4mm厚的槽形件，長度為2700mm，寬度為90mm，高度為26mm，結構見圖4。采用高硅氧/酚醛玻璃布經(jīng)過手工鋪層加壓固化成形。中罩3的安裝面上加工了16個Φ5.5mm的通孔，用規(guī)格為M5螺釘(標準件)固定在飛行器艙體支座上。后罩體4采用與前罩體1完全相同的材料和結構形式，長度為270mm，寬度為90mm，高度為25mm，其結構見圖5。后橡膠墊5厚度為2mm，其結構見圖6。材料采用硅橡膠玻璃布，在后部開有一個20mm的豁口，用于保持整個電纜罩內外的氣壓平衡。整個電纜罩通過32個M5×20的螺釘(標準件)安裝在飛行器外表面。

經(jīng)過飛行器真實的飛行試驗后，測得電纜罩前端弧面內表面的溫度為225℃，滿足了總體要求的電纜工作溫度必須低于300℃的要求。從飛行試驗成功的結果可以看出，作為一個承力/防熱結構件，復合材料電纜罩在整個飛行過程中未發(fā)生結構失穩(wěn)、斷裂、破壞等情況，完全經(jīng)受住了飛行試驗真實氣動環(huán)境和熱環(huán)境的考核，充分驗證了該復合材料電纜罩的技術可行性和可靠性。