一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置

文档序号:760138 发布日期:2021-04-06 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置 (Solid rocket engine fixing device of embedded installation ) 是由 陈占军 任昆 周月荣 陈冰雁 于 2020-12-28 设计创作,主要内容包括:一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,固体火箭发动机包括前裙和后裙,固体火箭发动机固定于多个机身框上,固体火箭发动机插设于多个机身框内,固定装置包括前裙固定组件和多个后裙固定组件,前裙通过前裙固定组件连接于机身框,多个后裙固定组件沿周向均布地夹持后裙,每个后裙固定组件固连于机身框,且能够沿固体火箭发动机的轴向滑动。本发明涉及的一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,在固体火箭发动机燃烧室膨胀时,由于前裙与机身固定,后裙固定件能够沿着固体火箭发动机轴线方向滑动,从而避免了固体火箭机身结构与固体火箭发动机之间变形不匹配。(The utility model provides a solid rocket engine fixing device of embedded installation, the solid rocket engine includes preceding skirt and back skirt, the solid rocket engine is fixed in on a plurality of fuselage frames, the solid rocket engine is inserted and is located in a plurality of fuselage frames, fixing device includes preceding skirt fixed subassembly and a plurality of back skirt fixed subassembly, preceding skirt is connected in the fuselage frame through preceding skirt fixed subassembly, a plurality of back skirt fixed subassemblies are along circumference equipartition ground centre gripping back skirt, every back skirt fixed subassembly links firmly in the fuselage frame, and can follow the axial slip of solid rocket engine. According to the fixing device of the solid rocket engine embedded and installed, when a combustion chamber of the solid rocket engine expands, the front skirt is fixed with the engine body, and the rear skirt fixing piece can slide along the axial direction of the solid rocket engine, so that deformation mismatching between the engine body structure of the solid rocket and the solid rocket engine is avoided.)

一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置

技术领域

本发明属于航空航天飞行器结构设计领域,更具体地,涉及一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置。

背景技术

以内埋小型固体火箭发动机作为动力的飞行器具有飞行速度快、响应迅速的特点,在靶机、无人侦查方面具有一定的优势。固体火箭发动机在工作过程中由于内压急剧增加,发动机燃烧室尺寸迅速增大,包括沿着发动机轴线方向伸长、发动机直径变大两个自由度的变形。由于飞行器承力结构一般采用冷结构设计,在工作过程中不允许发生明显的形变,所以将固体火箭发动机固定于飞行器承力结构上,机体结构与发动机壳体之间因变形不匹配导致过大的载荷,所以固体火箭发动机的固定方案需要考虑释放发动机变形的自由度,允许发动机在轴向、径向两个方向相对机身承力结构有一定的相对滑动空间。采用涡喷发动机的现役主流战斗机发动机工作中也会出现膨胀,相对机身冷结构也存在变形不匹配的问题,所以发动机与机身的固定一般采用承力杆、滑轨、可转动接头等组成的可以释放发动机变形量的固定结构。

采用固体火箭发动机作为动力的飞行器一般飞行速度较高,飞机横截面积较小,机身内空间不允许采用类似涡喷发动机的固定方式,而且固体火箭发动机现对膨胀量要大于涡喷发动机,所以,对于内埋小型固体火箭发动机作为动力的飞行器,需要设计一种空间紧凑、允许发动机大变形的固定方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,能够在固定固体火箭发动机的同时,释放固体火箭发动机的变形量。

为了实现上述目的,本发明提供一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,所述固体火箭发动机包括前裙和后裙,所述固体火箭发动机固定于多个机身框上,所述固体火箭发动机插设于多个所述机身框内,所述固定装置包括前裙固定组件和多个后裙固定组件,所述前裙通过所述前裙固定组件连接于所述机身框,多个所述后裙固定组件沿周向均布地夹持所述后裙,每个后裙固定组件固连于所述机身框,且能够沿所述固体火箭发动机的轴向滑动。

优选地,所述前裙固定组件包括多个第一连接件,所述多个第一连接件沿周向均布,且沿平行于所述固体火箭发动机轴向的方向穿过所述机身框连接于所述前裙。

优选地,所述后裙固定组件包括滑块、固定支座、锁紧件和顶杆;

所述固定支座连接于所述机身框,所述顶杆沿所述固体火箭发动机的径向设于所述固定支座上,所述滑块压紧所述后裙的外壁且被所述顶杆压紧。

优选地,所述滑块的内侧面为与所述固体火箭发动机外壁适配的弧形,所述滑块的内侧面光滑且能够贴合于固体火箭发动机的外壁。

优选地,所述滑块的外侧面设有凹槽,所述顶杆的端部设有卡接部,所述卡接部适配于所述凹槽内径且压紧于所述凹槽内。

优选地,所述固定支座包括垂直连接的第一安装板、第二安装板和加强板,所述第一连接板与所述机身框固定连接,所述顶杆穿设于所述第二安装板,所述加强板的两端设于所述第一安装板与所述第二安装板之间。

优选地,还包括至少一个中间固定组件,所述中间固定组件连接于所述固体火箭发动机的壳体与所述机身框,且夹紧所述固体火箭发动机的壳体。

优选地,所述中间固定组件包括多个箍段和多个耳片,每个所述箍段为圆弧形,多个所述箍段拼接为环形以夹紧所述固体火箭发动机的壳体,所述耳片为T型,包括垂直连接的固定板和连接板,所述固定板固连于所述机身框上,所述连接板设于相邻的所述箍段之间。

优选地,所述耳片的所述连接板上设有安装孔,所述耳片通过穿过所述安装孔的第二连接件与所述箍段相连接。

优选地,所述安装孔为腰型孔。

本发明涉及的一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,其有益效果在于:在固体火箭发动机燃烧室膨胀时,由于前裙与机身固定,后裙固定件能够沿着固体火箭发动机轴线方向滑动,从而避免了固体火箭机身结构与固体火箭发动机之间变形不匹配。

本发明的其它特征和优点将在随后

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置的结构示意图;

图2示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中前裙固定组件的结构示意图;

图3示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中后裙固定组件的安装位置结构示意图;

图4示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中后裙固定组件的结构示意图;

图5示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中顶杆与滑块的结构示意图

图6示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中中间固定组件的安装位置示意图;

图7示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中中间固定单元的结构示意图

图8示出了本发明的一个示例性实施例的内埋安装的固体火箭发动机固定装置中耳片的结构示意图。

附图标记说明:

1、固体火箭发动机,2、机身框,3、前裙固定组件,31第一接件,4、后裙固定组件,41滑块,411凹槽,42固定支座,43锁紧件,44顶杆,5中间固定组件,51第一箍段,52第二箍段,53耳片,54第二连接件,55安装孔。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,固体火箭发动机包括前裙和后裙,固体火箭发动机固定于多个机身框上,固体火箭发动机插设于多个机身框内,固定装置包括前裙固定组件和多个后裙固定组件,前裙通过前裙固定组件连接于机身框,多个后裙固定组件沿周向均布地夹持后裙,每个后裙固定组件固连于机身框,且能够沿固体火箭发动机的轴向滑动。

本发明涉及的内埋安装的固体火箭发动机固定装置,在固体火箭发动机燃烧室膨胀时,由于前裙与机身固定,后裙固定件能够沿着固体火箭发动机轴线方向滑动,从而避免了固体火箭机身结构与固体火箭发动机之间变形不匹配。

优选地,前裙固定组件包括多个第一连接件,多个第一连接件沿周向均布,且沿平行于固体火箭发动机轴向的方向穿过机身框连接于前裙。

固体火箭发动机的前裙平行于机身框设置,第一连接件为螺钉,通过螺钉直接将机身框个固体火箭发动机的前裙固定连接,用于固定固体火箭发动机前端,并将固体火箭发动机轴向推力通过机身加强框传递给机身。

优选地,后裙固定组件包括滑块、固定支座、锁紧件和顶杆;

固定支座连接于机身框,顶杆沿固体火箭发动机的径向设于固定支座上,滑块压紧后裙的外壁且被顶杆压紧。

优选地,滑块的内侧面为与固体火箭发动机外壁适配的弧形,滑块的内侧面光滑且能够贴合于固体火箭发动机的外壁。

滑块内侧面与固体火箭发动机后裙随形设置,且按需求设置较高的光滑度,以便在固体火箭发动机表面滑动。

优选地,滑块的内侧面的表面粗糙度不超过3.2μm。

优选地,滑块的外侧面设有凹槽,顶杆的端部设有卡接部,卡接部适配于凹槽内径且压紧于凹槽内。

滑块使用顶杆顶住,顶杆作用于滑块外侧面的凹槽内,保证顶杆与滑块之间不会出现相对滑动,当固体火箭发动机点火以及关机过程中,固体火箭发动机燃烧室膨胀,使固体火箭发动机机身沿轴向伸长,由于前裙与机身框固定,多个后裙固定组件的滑块对后裙的夹持力小于固体火箭发动机的伸长力,使滑块可以沿着固体火箭发动机轴线方向在后裙外壁上滑动,同时保证一定的夹持力,从而避免了机身机构与固体火箭发动机之间变形不匹配。

优选地,固定支座包括垂直连接的第一安装板、第二安装板和加强板,第一连接板与机身框固定连接,顶杆穿设于第二安装板,加强板的两端设于第一安装板与第二安装板之间。第一安装板、第二安装板和加强板通过焊接或机加工连接为一个整体,以保证安装强度。

优选地,还包括至少一个中间固定组件,中间固定组件连接于固体火箭发动机的壳体与机身框,且夹紧固体火箭发动机的壳体。

优选地,中间固定组件包括多个箍段和多个耳片,每个箍段为圆弧形,多个箍段拼接为环形以夹紧固体火箭发动机的壳体,耳片为T型,包括垂直连接的固定板和连接板,固定板固连于机身框上,连接板设于相邻的箍段之间。

优选地,多个箍段首尾相连形成环形分体式抱箍。

优选地,耳片的连接板上设有安装孔,耳片通过穿过安装孔的第二连接件与箍段相连接。

优选地,安装孔为腰型孔。连接板平行于固体火箭发动机的轴向,腰型孔的长度方向沿固体火箭发动机轴向设置,以便于多个箍段夹紧固体火箭发动机且能够在固体火箭发动机的推力带动下沿轴向运动。可选地,安装孔为圆形孔,且孔径大于第二连接件的直径,以便预留第二连接件在安装孔内的运动空间。

固体火箭固体火箭发动机一般比较细长,根据需要在固体火箭发动机机身中间设置一个或多个中间固定组件以作为辅助支撑点。固体火箭发动机壳体变形包括沿着固体火箭发动机的轴线方向伸长、固体火箭发动机的直径变大两个自由度的变形,多个箍段拼接成环形,形成分段连接的分体式抱箍,以箍住固体火箭发动机,当固体火箭发动机膨胀时,分体式抱箍自身可以通过形变改变抱箍内径,可以释放固体火箭发动机膨胀内径增加导致的应力,抱箍与机身框之间采用沿固体火箭发动机轴线方向的腰形孔连接,可以允许固体火箭发动机的壳体沿自身轴线方向滑动,释放固体火箭发动机轴向伸长量。

可选地,每相邻的两个箍段分别为第一箍段和第二箍段,第一箍段和第二箍段的连接端均由圆弧形向背离固体火箭发动机径向的方向弯折延伸形成重叠部,第一箍段的重叠部和第二箍段的重叠部将耳片的连接板夹持于二者之间,且均设有通孔,并通过穿过通孔和安装孔的第二连接件紧固,当固体火箭发动机膨胀时,重叠部由于结构变形可以张开,扩大抱箍内径;

当固体火箭发动机在中间固定组件处发生轴向移动时,分体式抱箍可以相对机身框以第二连接件为连接点在安装孔内前后移动,以释放固体火箭发动机壳体的轴向位移。

优选地,第二连接件为螺栓,用与螺栓适配的螺母将第二连接件固定于安装孔和通孔内。

本发明涉及的内埋安装的固体火箭发动机固定装置,采用机械连接的方式固定,并可以释放固体火箭发动机因工作内压过大导致的轴向伸长与径向膨胀变形,避免固体火箭机身与固体火箭发动机间因变形不匹配导致过大的载荷,结构简单可靠。

实施例1

如图1至图8所示,本发明提供了一种内埋安装的固体火箭发动机固定装置,固体火箭发动机1包括前裙和后裙,固体火箭发动机1固定于多个机身框2上,且插设于多个机身框2内,固定装置包括前裙固定组件3和多个后裙固定组件4,前裙通过前裙固定组件3连接于机身框2,多个后裙固定组件4沿周向均布地夹持后裙,每个后裙固定组件4固连于机身框2,且能够沿固体火箭发动机1的轴向滑动。

在本实施例中,前裙固定组件3包括多个第一连接件31,多个第一连接件31沿周向均布,且沿平行于固体火箭发动机1轴向的方向穿过机身框2连接于前裙。

固体火箭发动机1的前裙平行于机身框2设置,第一连接件31为螺钉,通过螺钉直接将机身框2个固体火箭发动机1的前裙固定连接,用于固定固体火箭发动机1前端,并将固体火箭发动机1轴向推力通过机身加强框传递给机身。

后裙固定组件4包括滑块41、固定支座42、锁紧件43和顶杆44;固定支座42连接于机身框2,顶杆44沿固体火箭发动机1的径向设于固定支座42上,滑块41压紧后裙的外壁且被顶杆44压紧。滑块41的内侧面为与固体火箭发动机1外壁适配的弧形,滑块41的内侧面光滑且能够贴合于固体火箭发动机1的外壁。滑块41的内侧面的表面粗糙度不超过3.2μm。

滑块41的外侧面设有凹槽411,顶杆44的端部设有卡接部,卡接部适配于凹槽411内径且压紧于凹槽411内。

滑块41使用顶杆44顶住,顶杆44作用于滑块41外侧面的凹槽411内,保证顶杆44与滑块41之间不会出现相对滑动,当固体火箭发动机1点火以及关机过程中,固体火箭发动机1燃烧室膨胀,由于前裙与机身框2固定,固体火箭发动机1后裙与滑块41间可以沿着固体火箭发动机1轴线方向滑动,从而避免了机身机构与固体火箭发动机1之间变形不匹配。

固定支座42包括垂直连接的第一安装板、第二安装板和加强板,第一连接板与机身框2固定连接,顶杆44穿设于第二安装板,加强板的两端设于第一安装板与第二安装板之间。第一安装板、第二安装板和加强板通过焊接连接为一个整体。

在本实施例中,该固定装置还包括至少一个中间固定组件5,中间固定组件5连接于固体火箭发动机1的壳体与机身框2,且夹紧固体火箭发动机1的壳体。

中间固定组件5包括多个箍段和多个耳片53,每个箍段为圆弧形,多个箍段拼接为环形以夹紧固体火箭发动机1的壳体,耳片53为T型,包括垂直连接的固定板和连接板,固定板固连于机身框2上,连接板设于相邻的箍段之间。

在本实施例中,箍段为和耳片均为四个,四个箍段首尾相连形成环形分体式抱箍。

耳片53的连接板上设有安装孔55,耳片53通过穿过安装孔55的第二连接件54与箍段相连接。

在本实施例中,安装孔55为腰型孔。连接板平行于固体火箭发动机1的轴向,腰型孔的长度方向沿固体火箭发动机1轴向设置,以便于多个箍段夹紧固体火箭发动机1且能够在固体火箭发动机1的推力带动下沿轴向运动。

固体火箭发动机1壳体变形包括沿着固体火箭发动机1的轴线方向伸长、固体火箭发动机1的直径变大两个自由度的变形,四个箍段拼接成环形,形成分段连接的分体式抱箍,以箍住固体火箭发动机1,当固体火箭发动机1膨胀时,分体式抱箍自身可以通过形变改变抱箍内径,可以释放固体火箭发动机1膨胀内径增加导致的应力,抱箍与机身框2之间采用沿固体火箭发动机1轴线方向的腰形孔连接,可以允许固体火箭发动机1的壳体沿自身轴线方向滑动,释放固体火箭发动机1轴向伸长量。

每相邻的两个箍段分别为第一箍段51和第二箍段52,第一箍段51和第二箍段52的连接端均由圆弧形向背离固体火箭发动机1径向的方向弯折延伸形成重叠部,第一箍段51的重叠部和第二箍段52的重叠部将耳片53的连接板夹持于二者之间,且均设有通孔,并通过穿过通孔和安装孔55的第二连接件54紧固,当固体火箭发动机1膨胀时,重叠部由于结构变形可以张开,扩大抱箍内径;

当固体火箭发动机1在中间固定组件5处发生轴向移动时,分体式抱箍可以相对机身框2以第二连接件54为连接点在安装孔55内前后移动,以释放固体火箭发动机1壳体的轴向位移。

第二连接件54为螺栓,用与螺栓适配的螺母将第二连接件54固定于安装孔55和通孔内。

以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

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