一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構的製作方法

2023-11-02 06:41:47

本發明涉及運載器的功能結構技術領域，具體來說，涉及一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構。

背景技術：

現有的運載器級間分離常常採用熱分離方案，級間段上必須開排焰口滿足發動機點火的排焰需求，對於蒙皮桁條鉚接級間段，排焰口設置在相鄰桁條和中間框之間，為矩形結構，抗剪能力很差，造成級間段的扭轉剛度大幅下降。對於中小型運載器，為保證排焰口面積，級間段環向空間大部分被排焰口佔據，級間段抗扭轉剛度嚴重削弱，容易出現扭轉失穩，同時造成運載器滾轉控制時整體扭轉剛度大幅下降，對控制系統的姿態控制造成極大困難。

運載器在進行滾轉控制的時候，需要全箭有一定的扭轉剛度和抗扭轉能力，如果級間段扭轉剛度過低，容易出現扭轉失穩，同時對滾轉控制造成極大困難。

現有的運載器級間段排焰口一般是在相鄰的桁條和框之間的蒙皮處開排焰口，均為矩形，對於中小直徑的運載器級間段，為了保證排焰口面積，會出現桁條之間的蒙皮基本被挖去形成排焰口的情況，這時候將會大幅削弱排焰口的抗剪能力，造成級間段的扭轉剛度大幅降低。這一問題的本質是對於蒙皮桁條鉚接結構來說，框桁結構的抗剪能力很弱，主要依靠蒙皮傳遞剪力，而排焰口的存在造成了蒙皮被挖去，導致排焰口的抗剪能力大幅下降，形成級間段的扭轉剛度嚴重削弱。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構，能夠大幅提高排焰口抗剪能力，從而大幅提高級間段的扭轉剛度，結構形式簡單新穎，原理可靠，不需要改變原有工藝裝配環節，工藝可實現性好。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構，包括蒙皮，所述蒙皮下邊緣設有下端框，所述蒙皮內側中部設有中間框，所述下端框與所述中間框之間設有若干排焰口，所述排焰口包括相互間隔設置的矩形排焰口和三角形排焰口，所述三角形排焰口包括兩個上下相對設置的相同的直角三角形排焰口，所述上下相對設置的兩個直角三角形排焰口的斜邊之間的蒙皮形成抗剪斜拉帶。

進一步地，相鄰的所述排焰口之間設有承力桁條。

進一步地，相鄰的兩個所述三角形排焰口中，其中一個三角形排焰口的抗剪斜拉帶為右傾抗剪斜拉帶，另一個三角形排焰口的抗剪斜拉帶為左傾抗剪斜拉帶。

進一步地，所述矩形排焰口的個數為20，所述三角形排焰口的個數為20。

本發明的有益效果：通過設置抗減斜拉帶，既保證了現有運載器級間段排焰口的排焰面積，又大幅提高了矩形排焰口的抗剪能力，提高了級間段的扭轉剛度，解決了尤其是中小型運載器級間段排焰面積和扭轉剛度須兼顧的這一突出矛盾。同時本發明的結構形式簡單新穎，原理可靠，不需要改變原有工藝裝配環節，工藝可實現性好，而且增加的重量代價很小，很好的解決了現有級間段排焰口抗扭轉能力不足的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明實施例所述的一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構的結構示意圖。

圖中：1.蒙皮；2.矩形排焰口；3.三角形排焰口；4.左傾抗剪斜拉帶；5.右傾抗剪斜拉帶；6.下端框；7.承力桁條；8.中間框；9.排焰口；10.直角三角形排焰口。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，根據本發明實施例所述的一種運載器熱分離級間段的抗扭轉排焰口結構，包括蒙皮1，所述蒙皮1下邊緣設有下端框6，所述蒙皮1內側中部設有中間框8，所述下端框6與所述中間框8之間設有若干排焰口9，所述排焰口9包括相互間隔設置的矩形排焰口2和三角形排焰口3，所述三角形排焰口3包括兩個上下相對設置的相同的直角三角形排焰口10，所述上下相對設置的兩個直角三角形排焰口10的斜邊之間的蒙皮形成抗剪斜拉帶5。

本發明對排焰口9的結構形式進行了創新。由於現有的排焰口為了適應桁條和框的分布為矩形，而矩形結構抗剪能力差，而且並不穩定，因此在排焰口上增加了抗剪斜拉帶，使矩形排焰口變為穩定的三角形，大幅提高排焰口的抗剪能力，從而提高級間段的扭轉剛度。本發明的抗扭轉排焰口的抗剪斜拉帶為蒙皮的一部分，相當於在原來的矩形開口的對角線上保留一條窄帶蒙皮。這樣既能保證排焰口面積，又免去了抗剪斜拉帶的安裝問題，工藝可實現性好，對蒙皮桁條結構的現有裝配工藝不需要進行改變，即能實現大幅提高排焰口抗剪能力的效果，大幅提高級間段的扭轉剛度。

作為上述實施例的進一步改進，相鄰的所述排焰口9之間設有承力桁條7。相鄰排焰口之間設置承受軸向載荷的桁條結構，滿足級間段排焰要求和軸向承載要求。

相鄰的兩個所述三角形排焰口3中，其中一個三角形排焰口3的抗剪斜拉帶為右傾抗剪斜拉帶5，另一個三角形排焰口3的抗剪斜拉帶為左傾抗剪斜拉帶4。由於抗剪斜拉帶為一窄帶，只能受拉不能受壓，排焰口對角線上的抗剪斜拉帶只能提供一個方向的抗剪剛度，因此本項目的抗扭轉排焰口需設計成相鄰排焰口的抗剪斜拉帶方向相反，這樣能提供級間段兩個方向的扭轉剛度。

在一個具體的實施例中，所述矩形排焰口2的個數為20，所述三角形排焰口3的個數為20。這樣數量的排焰口設置合理，能夠滿足絕大多數運載器排焰口的要求。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。