貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，包括貯箱，還包括第一彈簧（100）、滑槽（200）、傳動環(huán)（300）、浮板（400）、第二彈簧（500），所述浮板（400）位于所述傳動環(huán)（300）中間，兩者之間用至少兩根預(yù)應(yīng)力的第一彈簧（100）相連，所述傳動環(huán)（300）與貯箱之間用至少兩根第二彈簧（500）相連，所述第二彈簧（500）起緩沖作用；所述豎向滑槽（200）設(shè)置在所述貯箱壁上，使傳動環(huán)（300）只能沿著貯箱的細(xì)長軸運動，浮板（400）的運動為六自由度的剛體運動。浮板結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、防晃效果好的特點，可以作為防晃裝置應(yīng)用在運載火箭芯一級Cassini貯箱內(nèi)。
【專利說明】
貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種防晃結(jié)構(gòu)，尤其涉及貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]液體燃料的晃動直接會影響運載火箭的姿態(tài)或軌道，甚至?xí)?dǎo)致飛行任務(wù)的失敗。常見的液體防晃措施為:在貯箱內(nèi)加各種類型的防晃擋板，這些擋板都與貯箱通過焊接固聯(lián)在一起的，貯箱內(nèi)液體晃動對貯箱產(chǎn)生的晃動力與晃動力矩可以通過擋板直接作用于貯箱，磨損貯箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得貯箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低或產(chǎn)生破壞。再者貯箱中繁多的擋板增大了運載火箭的起飛質(zhì)量，使得運載效率降低。
[0003]傳統(tǒng)的運載火箭Cassini貯箱內(nèi)使用的是隔板結(jié)構(gòu)，隔板種類很多，有橫向環(huán)形結(jié)構(gòu)、豎向長條形結(jié)構(gòu)、半圓形結(jié)構(gòu)或以上類型隔板的組合結(jié)構(gòu)，如圖-1所示。在一定數(shù)量積累下，隔板結(jié)構(gòu)是可以抑制液體推進(jìn)劑的晃動，但隔板結(jié)構(gòu)繁雜，對制造工藝要求高。此外，隔板結(jié)構(gòu)材料一般為高強(qiáng)度金屬，重量大，有時可以占到全箱總質(zhì)量的25%左右，這就需要消耗更多的推進(jìn)劑來提供動力，大大提高了運載成本。所以設(shè)計一種質(zhì)量輕同時防晃效果好的結(jié)構(gòu)已成為一種迫切需要。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了減小運載火箭貯箱結(jié)構(gòu)的重量，降低推進(jìn)劑對貯箱的磨損程度，本實用新型提供了一種貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，包括貯箱，還包括第一彈簧、滑槽、傳動環(huán)、浮板、第二彈簧，所述浮板位于所述傳動環(huán)中間，兩者之間用至少兩根預(yù)應(yīng)力的第一彈簧相連，所述傳動環(huán)與貯箱之間用至少兩根第二彈簧相連，所述第二彈簧起緩沖作用;所述豎向滑槽設(shè)置在所述貯箱壁上，使傳動環(huán)只能沿著貯箱的細(xì)長軸運動，浮板的運動為六自由度的剛體運動。
[0005]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一彈簧至少為三根。
[0006]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一彈簧為三根或四根或五根。
[0007]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二彈簧至少為三根。
[0008]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二彈簧為三根或四根或五根。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎向滑槽為至少三條。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎向滑槽為三條或四條或五條。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，浮板上與自由液面接觸的一側(cè)開一系列凹槽來增大浮板與液體的接觸面積。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，傳動環(huán)與滑槽之間的連接為滑動副。
[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述防晃結(jié)構(gòu)為火箭貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]新型的浮板式防晃結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕且可以上下滑動，可以降低運載成本，也可以避免推進(jìn)劑長時間晃動對火箭貯箱造成的磨損。另外，由于浮板漂浮的特性，浮板能時刻與自由液面保持接觸并消耗掉液體晃動動能。浮板結(jié)構(gòu)還可以減小液體在貯箱壁產(chǎn)生的晃動壓力，提高了運載火箭飛行段的安全性。浮板結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、防晃效果好的特點，可以作為防晃裝置應(yīng)用在運載火箭芯一級CassinilC箱內(nèi)。
【附圖說明】
[0016]圖1是傳統(tǒng)的隔板防晃結(jié)構(gòu)CassinilG箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)側(cè)面剖視圖；
[0018]圖3是圖2中A-A剖面的視圖；
[0019]圖4是三種貯箱結(jié)構(gòu)液體質(zhì)心位移；
[0020]圖5是三種貯箱結(jié)構(gòu)液體晃動平均動能；
[0021 ]圖6A和圖6B是三種貯箱結(jié)構(gòu)各監(jiān)測點壓力，圖6A是三種貯箱結(jié)構(gòu)監(jiān)測點5壓力，圖6B是三種貯箱結(jié)構(gòu)監(jiān)測點6壓力。
[0022]圖中各部件名稱如下:
[0023]豎向隔板1、橫向環(huán)形隔板2、第一彈簧100、滑槽200、傳動環(huán)300、浮板400、第二彈簧500。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0025]—種新型的浮板式防晃結(jié)構(gòu)的設(shè)計，如圖2和圖3所示。浮板防晃裝置主要由三部分組成，即浮板400、傳動環(huán)300及緩沖用的彈簧。浮板400位于傳動環(huán)300中間，兩者之間用四根預(yù)應(yīng)力的第一彈簧100相連，傳動環(huán)300與貯箱之間也用四根第二彈簧500相連，這四根第二彈簧500主要起緩沖作用;貯箱壁上開有四條豎向滑槽200，使傳動環(huán)300只能沿著貯箱的細(xì)長軸運動，浮板400的運動為六自由度的剛體運動。為了進(jìn)一步增大晃動阻尼，可以在浮板上與自由液面接觸的一側(cè)開一系列凹槽來增大浮板與液體的接觸面積。
[0026]浮板材料根據(jù)液體推進(jìn)劑的密度選定，由于浮板要浮在液面上，故浮板密度要小于液體推進(jìn)劑密度;傳動環(huán)需要在滑槽內(nèi)上下滑動，兩者之間的連接為滑動副，材料選用金屬或復(fù)合材料。與傳統(tǒng)固定隔板結(jié)構(gòu)相比，浮板結(jié)構(gòu)可以明顯減小液體的晃動壓力與晃動動能，如圖4、圖5、圖6A和圖6B分別為無防晃結(jié)構(gòu)、隔板式、浮板式三種貯箱液體的質(zhì)心位移對比曲線、液體晃動平均動能對比曲線以及各監(jiān)測點晃動壓力對比曲線。
[0027]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，包括貯箱，其特征在于:還包括第一彈簧(100)、豎向滑槽(200)、傳動環(huán)(300)、浮板(400)、第二彈簧(500)，所述浮板(400)位于所述傳動環(huán)(300)中間，兩者之間用至少兩根預(yù)應(yīng)力的第一彈簧(100)相連，所述傳動環(huán)(300)與貯箱之間用至少兩根第二彈簧(500)相連，所述第二彈簧(500)起緩沖作用;所述豎向滑槽(200)設(shè)置在所述貯箱壁上，使傳動環(huán)(300)只能沿著貯箱的細(xì)長軸運動，浮板(400)的運動為六自由度的剛體運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一彈簧(100)至少為三根。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一彈簧(100)為三根或四根或五根。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二彈簧(500)至少為三根。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二彈簧(500)為三根或四根或五根。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述豎向滑槽(200)為至少三條。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述豎向滑槽(200)為三條或四條或五條。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:浮板上與自由液面接觸的一側(cè)開一系列凹槽來增大浮板與液體的接觸面積。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:傳動環(huán)(300)與豎向滑槽(200)之間的連接為滑動副。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述防晃結(jié)構(gòu)為火箭貯箱浮板式防晃結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F02K9/60GK205503308SQ201620048998
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】潘愷, 李旭, 凡友華
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院