一种航天飞行器伸缩式热防护艏部的制作方法.docx

本文介绍的是一种航天飞行器伸缩式热防护艏部的制作方法，该方法旨在解决航天飞行器再入阶段的热防护问题，同时减少起飞时的空气阻力。在现有的热防护技术中，包括被动、半被动和主动热防护，各有其优缺点。本发明则提出了一种结构简单、阻力小、防热效果好且烧损缓慢的解决方案。 在航天飞行器的头锥前部，设计了一套伸缩装置，包括伸缩杆和气动台，以及固定在气动台上的激波针。伸缩杆可以根据需要伸出或缩回，这使得在地面、起飞及太空阶段，艏部可以缩回头锥内，以减小空气阻力并避免意外损坏。而在再入大气层前，伸缩杆伸出，激波针和气动台共同作用，将飞行器钝头体产生的弓形附体激波前推并转化为较弱的斜激波，从而降低到达头锥的气体流速，减弱再附激波强度，实现防热目的。 气动台的设计采用圆盘状、圆锥体、棱锥体或半球体结构，与伸缩杆同轴，其作用是通过增加空气阻力，增大斜激波的角度，降低流经航天飞行器头锥的气流速度，进一步减少头锥的烧损。激波针为等截面瘦长杆，其长度设计为气动台初始直径的1~3倍，以优化防热效果。 此外，气动台与激波针连接的一端涂覆有酚醛树脂类材料层，这种材料在高温下会裂解并排出气体，带走大量热量，起到保护气动台的作用，延缓烧损过程。这种伸缩式热防护艏部相比传统的被动热防护系统更轻，可以提高载荷能力，同时制造、安装和更换都较为简便，降低了使用成本。 这项创新提供了一种结构紧凑、功能强大的热防护解决方案，不仅可以有效地保护航天飞行器在再入大气层时免受高温破坏，还能够在起飞阶段减少阻力，提升飞行器的整体性能和安全性。通过精心设计的伸缩系统和特殊材料的应用，实现了技术上的突破，对于航天技术领域具有重要的实践意义。