[实用新型]一种耐高温抗冲击复合材料壳体

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合材料壳体，具体涉及一种耐高温抗冲击复合材料壳体。

背景技术

为维护国家海洋战略权益，发展军民兼用的海洋高技术装备是当务之急。从近年国内外发展形势来分析，研发一种能在水下设定深度具有探测能力、用于侦察危险水域或对水下危险目标进行打击的装备是非常重要。

此外，随着科学技术的进步，现代探测与干扰、侦察与反侦察的手段也日趋成熟，为了保证国家海洋主权，有必要开发出一种在水下航行灵活，具有较长续航能力，且在探测、侦察的同时又能隐蔽自身，免遭打击，这就要求装备自身具备体积小、重量轻、运动灵活等特性。因此在设计阶段需对各部件的使用功能进行分析，在满足性能指标的情况下作到体积和重量最最小，特别是对于水下航行体的上层结构，因为上层结构体积和重量设计的大，不但导致整体重量增加，而且航行速度降低、航行时的灵活性也将受到制约与限制。鉴于水下航行体上层结构通常是作为排气管和通讯天线基座的安装平台，要求其具备一定抗冲击和耐高温特性，有必要开发出一种耐高温抗冲击复合材料结构以满足航行体技术性能的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种耐高温抗冲击复合材料壳体，该复合材料壳体，能够在250℃工况下，承受一定的外力冲击而不发生明显变形，且能可靠地工作。

所述耐高温抗冲击复合材料壳体，其特征在于，包括：内胆体、隔热层、复合材料层和防护环。所述内胆体为不锈钢薄壁筒，内胆体的外圆周依次为隔热层和复合材料层；所述复合材料层包括依次缠绕在隔热层外圆周的无捻粗沙布、斜纹纤维布以及芳纶纤维布；在所述复合材料层的外圆周沿轴向均匀分布有两个以上防护环。

在所述内胆体的两端分别焊接有法兰。

将所述两个法兰加工为圆锥形结构，其小端面相对，且两个法兰与内胆体焊接处的壁厚与内胆体的壁厚一致。

所述隔热层外圆周面上无捻粗沙布的层数为2～3层。

所述复合材料层中的斜纹纤维布采用2/2斜纹布。

所述复合材料层中芳纶纤维布缠绕的层数为2～3层。

有益效果：

（1）上述结构形式壳体的内部能承受250℃高温气流的作用而不影响整体结构的性能；由于壳体在制作时采用了多种具备不同性能的材料组合而成，且在其外表面采用了耐压防护层，因而能承受一定的外力冲击。

（2）用金属件作为内胆体，通过恰当的结构设计，采用硬、软不同的材料组合成复合材料，既提高了构件的整体强度和刚度，又具备一定的抗冲击能力。

（3）将隔热材料封装在金属内胆体与复合材料之间，这样既能承受内胆体内250℃高温气流的作用，又能隔绝内部高温传至结构体外表面；由于复合材料采用了多种具备不同性能的材料组合而成，且在其外表面采用了耐压防护层，因而能承受一定的外力冲击。

附图说明

图1为所述耐高温抗冲击复合材料壳体的结构组成示意图。

图2是用本实用新型耐高温抗冲击复合壳体制作的桅杆的具体应用示意图。

其中：1-桅杆、2-大端连接法兰、3-内胆体、4-隔热层、5-复合材料层、6-耐压防护环、7-小端连接法兰

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实施例提供一种采用耐高温抗冲击的复合材料制造的桅杆，图2显示了该桅杆在水下航行器上的安装位置。桅杆为水下航行器内部动力源排放废气的通道，同时还兼做通讯天线基座的安装平台。本实施例中桅杆总长5m、通径150mm，工作时其大部分在水面下随航行器运动。航行器在运动过程中，要求桅杆在承受一定冲击力及内部250℃气流的条件下，仍然能够正常工作；同时应在满足使用强度和刚度的条件下，使其重量达到最小。

为使桅杆能够满足上述使用要求，本实施例提供如图1所示的桅杆结构，包括大端连接法兰2、内胆体3、隔热层4、复合材料层5、耐压防护环6和小端连接法兰7。采用的工艺流程为：大、小端连接法兰加工－内胆体加工－金属件焊接、整形及消应力处理－隔热层、耐压防护层加工与修整－金属件涂胶－隔热层粘接－复合材料制作－耐压防护层装配。