某运载器作动器密封设计及实验验证

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(1. 兰州空间技术物理研究所， 甘肃兰州 730000； 2. 兰州科技职业学院社会科学与人文系， 甘肃兰州 730102)

引言

近年来，随着国际航天事业突飞猛进的发展，中国的航天事业也进入了快速发展的黄金时期，然而航天的发射费用是非常昂贵的，因此如何减少发射成本逐渐成为世界各国关注的热点[1-2]。运载器的回收再利用技术就是减少发射成本的重要举措[3]，目前，运载器的返回方式主要有三种：垂直返回方式、降落伞返回方式、舵面返回方式[4-6]。本研究是对某舵面返回方式运载器作动器的密封技术展开研究的，火工作动器是一种利用火药燃烧产生的高压气体做功的气动装置。运载器在返回大气层时由于飞行速度高，其表面温度急剧升高，甚至高达1000 ℃左右，虽然也采取了热防护措施，但是运载器的作动器面临的热环境依然是十分复杂、恶劣的[7]。现有火工作动器的密封方式无法满足其恶劣的环境适应性要求和可靠度指标高的要求，因此需要研制一种新型的火工作动器密封方式来满足运载器的使用要求。

作动器采用金属橡胶作为密封件材料，解决了作动器环境要求苛刻的问题，密封件表面包覆层采用填充石墨的聚四氟乙烯材料，从而保证了密封件能在高温条件下保持良好的润滑性。对密封圈的最大压缩率和最小压缩率进行了计算并给出了密封圈规格选取的经验算法，设计了一种非标的梯形密封槽结构并给出了槽深和槽宽的计算方法，避免了挡圈的使用，从而保证了作动器的可靠度指标，提出了密封槽表面粗糙度和配合零件之间配合间隙的参考值，最后用地面实验验证了作动器的密封性能，作动器密封性能良好。……