[发明专利]一种外伸式连杆机构动态热密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态热密封装置，特别涉及一种外伸式连杆机构动态热密封装置。

背景技术

高超声速飞行器的空气舵操纵机构是飞行器重要组成部分，由于飞行速度高，飞行器舵面铰链力矩动态范围变化大，且外部热环境恶劣，为防止局部高温气体进入飞行器内，空气舵操纵机构必须满足热动密封条件。

对于高超声速飞行器，为了使舵面传动机构可以满足高速大载荷要求和狭小空间布局等条件，如图1所示，常采用四连杆机构加曲柄滑块机构相结合的双摇臂构型，如美国X-37B、欧空局IXV的体襟翼。双摇臂机构承载能力大，但连杆伸出于飞行器外部，需在飞行器上开设连杆开口，由于连杆的多自由度运动，双摇臂构型机构连杆处动态热密封是双摇臂构型机构设计的难点。国外对于运动连杆处的动态热密封采用柔性高温防热材料做成的柔性热密封结构，如图1所示，在连杆开口处利用柔性高温防热材料包裹连杆实现动态热密封的作用，如欧空局IXV的体襟翼。柔性高温防热材料研制成本高，同时受国内生产工艺限制，短期内难以实现生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对高超声速飞行器空气舵的外部热环境恶劣及其外伸式连杆机构多自由度运动的特点，提出了一种外伸式连杆机构动态热密封装置，有效制约飞行器舱外热流通过外伸连杆处开口进入飞舱内，实现对连杆机构的动态热密封，可靠性高、成本低。

本发明所采用的技术方案是：一种外伸式连杆机构动态热密封装置，包括：连杆、连杆套筒、连杆套筒移动副；连杆套筒移动副包括滑块结构和槽道结构，滑块结构分为两部分，一部分为不完整的圆柱形壳体，由不过圆柱体对称轴的平面在侧壁切出缺口，另一部分为平板，平板中心开有通孔，通孔与圆柱形壳体上缺口对应，平板在通孔处与圆柱形壳体缺口连接且连接处光滑过渡，平板两端卡入槽道结构中，槽道结构安装在飞行器端面上；连杆套筒分为两部分，一部分为圆柱体，另一部分为圆筒，圆筒的圆面与圆柱体的侧壁连接且连接处光滑过渡，连杆套筒的圆柱体部分安装在滑块结构的圆柱形壳体中，连杆套筒的圆柱体部分及滑块结构的圆柱形壳体之间存在间隙，连杆套筒的圆筒穿过滑块结构的圆柱形壳体缺口及飞行器端面上的开口；连杆穿过连杆套筒上的圆筒且贯穿连杆套筒的圆柱体，同时穿过滑块结构的圆柱形壳体侧壁，在套筒的圆柱体中形成滑道，连杆沿连杆套筒进行伸缩运动，连杆与连杆套筒之间存在间隙；连杆带动连杆套筒在滑块结构的圆柱形壳体内转动，滑块结构沿槽道结构上下运动。

所述连杆套筒或连杆套筒移动副材料为C/C材料。

所述连杆两端分别开有通孔，一端与飞行器端面内部设备连接，另一端从开口处伸出飞行器端面外与外部设备连接。

所述滑块结构的圆柱形壳体与连杆套筒的圆柱形壳体之间的间隙为0.5mm。

所述连杆与连杆套筒之间的间隙为0.5mm。

所述滑块结构与槽道结构之间的间隙为0.5mm。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过合理设计热防护机构件外形，连杆在连杆套筒中完成伸缩运动，连杆能够带动连杆套筒在滑块结构中转动，滑块结构沿槽道结构上下运动，形成转动副和移动副组合的热密封机构，实现热密封机构随连杆的三自由度运动，实现对连杆机构的动态热密封。

(2)本发明的热密封机构原理简单，采用小间隙流道降低外部高温气体温度，飞行器外部高温气体进入连杆套筒与连杆之间及滑块结构的圆柱形壳体与连杆套筒的圆柱形壳体之间的间隙，在间隙中流动并逐渐衰减，可以有效防止飞行器外部高温气体进入机构内；连杆套筒、连杆套筒移动副采用通用的热密封C/C材料，C/C材料可耐受温度高，且具有润滑效果，使得各部件之间摩擦阻力小，有较高的可靠性，可以有效的实现运动连杆处的动态热密封。

(3)本发明与现有技术相比，利用连杆、连杆套筒、滑块结构及槽道结构之间的间隙有效防止外伸式连杆机构开口处的高温气体进入，代替美国及欧洲目前采用的双摇臂构型在连杆处采用柔性高温防热材料进行动态热密封的方法，大大降低了成本。

附图说明

图1为双摇臂构型机构连杆处柔性高温防热材料热密封示意图；

图2为本发明的结构剖面图；

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为本发明中滑块结构与连杆套筒连接示意图；

图5为本发明中连杆套筒与连杆连接示意图；

图6为本发明的各结构运动示意图。

具体实施方式