运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105437572A(43)申请公布日2016.03.30(21)申请号201510926791.5(22)申请日2015.12.11(71)申请人上海复合材料科技有限公司地址201112上海市闵行区召楼路3636号(72)发明人王晓蕾沈峰李川刘千立李世成田杰(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.B29C70/44(2006.01)B29C53/60(2006.01)F17C1/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱及其制造方法(57)摘要本发明提供了一种运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱及其制造方法，包括筒体、短壳以及法兰；其中，所述短壳设置在所述筒体两端部的外侧；所述法兰的一端部设置在所述筒体两端部的内侧，另一端部由所述筒体的开口伸出。所述筒体和短壳采用T700碳纤维/改性树脂湿法缠绕，固化炉加热固化成型方法完成，所述筒体的厚度为2-10mm，所述短壳的厚度为5-10mm。所述法兰为采用T700碳纤维/改性树脂预浸料手工铺层，热压罐加热加压固化成型方法完成，所述法兰厚度为10-20mm。本发明中的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱与现有的锂铝合金液氧贮箱相比可减重30％，可有效提高航天器的运载效率、降低火箭发射成本。CN105437572ACN105437572A权利要求书1/1页1.一种运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱，其特征在于，包括筒体、短壳以及法兰；其中，所述短壳设置在所述筒体两端部的外侧；所述法兰的一端部设置在所述筒体两端部的内侧，另一端部由所述筒体的开口伸出。2.根据权利要求1所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱，其特征在于，所述筒体和短壳采用T700碳纤维/改性树脂湿法缠绕，固化炉加热固化成型方法完成，所述筒体的厚度为2-10mm，所述短壳的厚度为5-10mm。3.根据权利要求1所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱，其特征在于，所述法兰为采用T700碳纤维/改性树脂预浸料手工铺层，热压罐加热加压固化成型方法完成，所述法兰厚度为10-20mm。4.一种权利要求1至3任一项所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：法兰采用碳纤维/改性树脂单向预浸料手工铺层，热压罐加热加压固化成型；步骤2：将复合材料组合式芯模拼接完整后放置于缠绕机，并将成型好的法兰定位于所述芯模两侧；步骤3：用与改性树脂胶液混合后的碳纤维以螺旋和环向形式完全包覆所述芯模表面，进行湿法缠绕，形成缠绕层，并进行短壳的缠绕，缠绕至设定层数后停止；步骤4：将完成缠绕工艺的贮箱放入固化炉中进行固化；步骤5：固化完成后将所述芯模脱去得到所述运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱。5.根据权利要求4所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱的制造方法，其特征在于，所述筒体、短壳缠绕所用的碳纤维为T700-碳纤维，所述改性树脂采用改性环氧或改性氰酸酯树脂。6.根据权利要求4所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱的制造方法，其特征在于，所述的法兰为采用T700碳纤维/改性树脂预浸料手工铺层，热压罐加热加压固化成型方法完成。7.根据权利要求4所述的运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱的制造方法，其特征在于，所述筒体和短壳采用T700碳纤维/改性树脂湿法缠绕，固化炉加热固化成型方法完成，所述筒体的厚度为2-10mm，所述短壳的厚度为5-10mm；所述法兰的厚度为10-20mm。2CN105437572A说明书1/3页运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料成型，具体地涉及一种运载火箭用全复合材料低温液氧贮箱及其制造方法。背景技术[0002]随着航天科技的发展，对航天器性能的提高越来越受到各发达国家的重视。如何提高航天器的运载效率、降低成本成为了未来航天运载火箭以及航天飞行器的重要研究内容。燃料贮箱作为未来进行低地球轨道载人深空探索任务的航天器的关键部件，成为了减重的重点。现有的低温燃料贮箱都是由金属材料制造，最初是由牌号为2219的铝材制备，后来改用牌号为2195的锂铝合金。近年来，由于新一代航天器对材料的轻质和低成本提出了更高的要求,而贮箱通常占据航天器总重量的60％左右，因此贮箱的减重需要从材料入手，而具有高比强度、比模量的复合材料成为各国航天企业关注的未来航天器贮箱的重要材料，而金属贮箱被复合材料完全替代技术也被国际公认为是“改变游戏规则”的技术。图1表明了在相同体积与性能情况下2219合金、2195合金和复合材料三种材料制得的低温贮箱的质量比较。从图1可知，相对于2219合金低温贮箱复合材料低温贮箱