本发明提供一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其固定段C-C复合材料喷管出口端加工有凸出的锁片安装平台，该锁片安装平台还设有凸出的锁片安装平台凸沿；沿锁片安装平台周向布置多个锁片；每个锁片通过锁片安装螺钉和螺母固定在锁片安装平台上，锁片顶端顶在锁片安装平台凸沿；在固定段C-C复合材料喷管出口端的端部还加工有凸出的固定端出口端凸沿；延伸段C-C复合材料喷管入口端设有凸出的延伸段入口端凸沿，该延伸段入口端凸沿可以卡在锁片末端与固定端出口端凸沿之间，实现固定段C-C复合材料喷管和延伸段C-C复合材料喷管之间锁紧。本发明的到位锁紧结构具有结构简单、重量轻、可靠性高的特点。
1.一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，所述的复合材料喷管包括固定段C-C复合材料喷管(1)和可以延伸的延伸段C-C复合材料喷管(2)；其特征在于：所述的固定段C-C复合材料喷管(1)出口端加工有凸出的锁片安装平台(10)，该锁片安装平台(10)还设有凸出的锁片安装平台凸缘(6)；
沿锁片安装平台(10)周向布置多个锁片(3)；每个锁片(3)通过锁片安装螺钉(4)和螺母(5)固定在锁片安装平台(10)上，锁片(3)顶端顶在锁片安装平台凸缘(6)；
在固定段C-C复合材料喷管(1)出口端的端部还加工有凸出的固定端出口端凸缘(8)；
所述的延伸段C-C复合材料喷管(2)入口端设有凸出的延伸段入口端凸缘(7)，该延伸段入口端凸缘(7)可以卡在锁片(3)末端与固定端出口端凸缘(8)之间，实现固定段C-C复合材料喷管(1)和延伸段C-C复合材料喷管(2)之间锁紧；
所述的延伸段C-C复合材料喷管(2)的端部还加工有一周的锁片末端限制凸缘(9)，锁片末端限制凸缘(9)的数量与锁片(3)数量一致，锁片末端限制凸缘(9)压在锁片(3)外部以限制锁片向外翘曲。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其特征在于：所述的每个锁片(3)通过锁片安装螺钉(4)在固定段C-C复合材料喷管(1)出口端的锁片安装平台(10)由内向外打锥形沉头孔，然后在外侧使用螺母(5)将锁片(3)安装到固定段C-C喷管(1)出口端上。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其特征在于：所述的锁片(3)、锁片安装螺钉(4)、螺母(5)的材料均使用与C-C复合材料喷管一致的材料。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其特征在于：所述的锁片(3)的数量为30～50个。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其特征在于：当发动机点火起动前，延伸段C-C复合材料喷管(2)延伸至固定段C-C复合材料喷管(1)，延伸段入口端凸缘(7)接触到锁片(3)，继续延伸压弯锁片(3)，直至延伸段入口端凸缘(7)卡在锁片(3)末端与固定端出口端凸缘(8)之间实现锁紧。
一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构
技术领域
[0001] 本发明属于航天推进技术领域，具体涉及一种火箭发动机复合材料可延伸喷管上使用的到位锁紧结构。
背景技术
[0002] 碳纤维增强陶瓷基复合材料(下面简称C-C复合材料)具有密度小、比强度高、耐高温、抗烧蚀等优点，是火箭发动机喷管的理想材料。当前国际上在固体、液体火箭发动机上，都大力应用C-C复合材料喷管，以取代传统的金属喷管。在运载火箭上面级氢氧发动机上，使用C-C复合材料制造大面积比可延伸喷管，可以有效增加发动机比冲性能。美国的RL10B-2、欧洲的Vinci发动机，都采用了大面积比的C-C复合材料可延伸喷管，喷管面积比高达200以上。
[0003] C-C复合材料可延伸喷管一般由固定段C-C复合材料喷管1和可以延伸的延伸段C-C复合材料喷管2组成，其中固定段C-C复合材料喷管1通过法兰结构与发动机推力室连接，延伸段C-C复合材料喷管2在发动机非工作时处于收起状态，以缩短发动机长度；在发动机点火起动前，通过延伸机构展开到位并锁紧，实现增加喷管扩张比的目的。
发明内容
[0004] 本发明提供一种适用于C-C复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其能够实现C-C复合材料可延伸喷管延伸到位后的锁紧，以承受燃气传递给延伸喷管的推力，并且结构简单、安全可靠。
[0005] 实现本发明目的的技术方案：一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，所述的复合材料喷管包括固定段C-C复合材料喷管和可以延伸的延伸段C-C复合材料喷管；其所述的固定段C-C复合材料喷管出口端加工有凸出的锁片安装平台，该锁片安装平台还设有凸出的锁片安装平台凸缘；沿锁片安装平台周向布置多个锁片；每个锁片通过锁片安装螺钉和螺母固定在锁片安装平台上，锁片顶端顶在锁片安装平台凸缘；在固定段C-C复合材料喷管出口端的端部还加工有凸出的固定端出口端凸缘；所述的延伸段C-C复合材料喷管入口端设有凸出的延伸段入口端凸缘，该延伸段入口端凸缘可以卡在锁片末端与固定端出口端凸缘之间，实现固定段C-C复合材料喷管和延伸段C-C复合材料喷管之间锁紧；所述的延伸段C-C复合材料喷管的端部还加工有一周的锁片末端限制凸缘，锁片末端限制凸缘的数量与锁片数量一致，锁片末端限制凸缘压在锁片外部以限制锁片向外翘曲。
[0006] 如上所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其所述的每个锁片通过锁片安装螺钉在固定段C-C复合材料喷管出口端的锁片安装平台由内向外打锥形沉头孔，然后在外侧使用螺母将锁片安装到固定段C-C喷管出口端上。
[0007] 如上所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其所述的锁片、锁片安装螺钉、螺母的材料均使用与C-C复合材料喷管一致的材料。
[0008] 如上所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其所述的锁片的数量为30～50个。
[0009] 如上所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其当发动机点火起动前，延伸段C-C复合材料喷管延伸至固定段C-C复合材料喷管，延伸段入口端凸缘接触到锁片，继续延伸压弯锁片，直至延伸段入口端凸缘卡在锁片末端与固定端出口端凸缘之间实现锁紧。
[0010] 本发明的效果在于：本发明提供一种适用于C-C复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构，其具有结构简单、重量轻、可靠性高的特点。本发明结构已经应用在C-C复合材料可延伸喷管的产品设计上，并通过试验件的验证，具有结构简单、重量小、耐高温、锁紧可靠的优点。
附图说明
[0011] 图1为本发明所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构剖面图；
[0012] 图2为本发明所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构的外观图；
[0013] 图3为本发明所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构展开——锁紧过程示意图。
[0014] 图中：1.固定段C-C复合材料喷管；2.延伸段C-C复合材料喷管；3.锁片；4.锁片安装螺钉；5.螺母；6.锁片安装平台凸缘；7.延伸段入口端凸缘；8.固定端出口端凸缘；9.锁片末端限制凸缘；10.锁片安装平台。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本发明所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构作进一步描述。
[0016] 如图1和图2所示，C-C复合材料喷管包括固定段C-C复合材料喷管1和延伸段C-C复合材料喷管2；本发明所述的一种复合材料可延伸喷管的到位锁紧结构具体如下：
[0017] 所述的固定段C-C复合材料喷管1出口端加工有凸出的锁片安装平台10，该锁片安装平台10还设有凸出的锁片安装平台凸缘6；
[0018] 沿锁片安装平台10周向布置多个锁片3(例如：30个、或40个或50个)；每个锁片3通过锁片安装螺钉4和螺母5固定在锁片安装平台10上，锁片3顶端顶在锁片安装平台的凸缘6。具体为：每个锁片3通过锁片安装螺钉4在固定段C-C复合材料喷管1出口端的锁片安装平台10由内向外打锥形沉头孔，然后在外侧使用螺母5将锁片3安装到固定段C-C喷管1出口端上。
[0019] 在固定段C-C复合材料喷管1出口端的端部还加工有凸出的固定端出口端凸缘8；
[0020] 所述的延伸段C-C复合材料喷管2入口端设有凸出的延伸段入口端凸缘7，该延伸段入口端凸缘7可以卡在锁片3末端与固定端出口端凸缘8之间，实现固定段C-C复合材料喷管1和延伸段C-C复合材料喷管2之间锁紧；
[0021] 所述的延伸段C-C复合材料喷管2的端部还加工有一周的锁片末端限制凸缘9，锁片末端限制凸缘9的数量与锁片3数量一致，锁片末端限制凸缘9压在锁片3外部以限制锁片向外翘曲。
[0022] 所述的锁片3、锁片安装螺钉4、螺母5的材料均使用与C-C复合材料喷管一致的材料，以承受发动机工作时的高温。
[0023] 如图3所示，当发动机点火起动前，延伸段C-C复合材料喷管2延伸至固定段C-C复合材料喷管1，延伸段入口端凸缘7接触到锁片3，继续延伸压弯锁片3，直至延伸段入口端凸缘7卡在锁片3末端与固定端出口端凸缘8之间实现锁紧。
[0024] 本实施例中延伸段C-C复合材料喷管入口端设计有比锁片安装后的外径要小2mm左右的延伸段入口端凸缘7，以便在延伸到位后锁片顶在延伸段入口端凸缘7实现锁紧，传递推力。而固定段C-C喷管出口端则设计比延伸段入口端凸缘7外径要大约3mm的固定端出口端凸缘8，以限制延伸段C-C复合材料喷管纵向的位置。
