一种运载火箭多发动机并联传力结构的制作方法
本发明涉及航天器结构设计，特别涉及一种运载火箭多发动机并联传力结构。
背景技术：
1、为了提高运载火箭的运力，通常采用多机并联的方式提高推力，因此多机并联传力结构是大型运载火箭的关键部件之一。
2、目前，液体火箭的发动机的传力传递结构质量较重，且推力传递路径和结构形式较单一。申请号为202311671297.x，名称为一种火箭舱段多机并联发动机传力系统，其发动机与后过渡段独立设计，即多机并联传力结构安装于火箭后过渡段，发动机推力经过推力室到常平座，再到发动机机架，最后作用到多机并联结构上，采用这种设计方法可以使得发动机设计与后过渡段设计解耦，只需保证二者之间的接口协调性。
3、但是在发动机推力一定的条件下，火箭干重是制约运力的关键因素之一，为了提高运力需要最大限度地减轻结构重量，发动机与后过渡段之间耦合设计是减轻重量的方向之一。
4、有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本申请提供一种运载火箭多发动机并联传力结构，能够实现多发动机并联的同时，大幅度减轻结构重量，有效提高火箭的运载能力。
2、一种运载火箭多发动机并联传力结构，包括：
3、主承载蒙皮；所述主承载蒙皮为圆环型结构；
4、传力支架；所述传力支架固设于所述主承载蒙皮内部，用于将发动机的推力传递至火箭箭体；所述传力支架包括沿所述主承载蒙皮径向设置的第一传力部件和相对于所述主承载蒙皮径向平面倾斜设置的第二传力部件；
5、常平座；所述常平座和所述第二传力部件分别设置于所述第一传力部件的两侧，且所述常平座与所述第一传力部件固定连接；所述常平座包括中心常平座和多个外常平座；所述中心常平座的中心位于所述主承载蒙皮的轴线上；多个所述外常平座均布于以所述中心常平座为中心的圆上。
6、优选的，所述第一传力部件包括多个y型机架；多个所述y型机架均布于以所述主承载蒙皮轴线为中心的圆上；具有开口的所述y型机架一端相对于所述主承载蒙皮内壁固定连接，所述y型机架的非开口一端与所述中心常平座固定连接；
7、所述第二传力部件包括斜支撑杆；所述斜支撑杆倾斜设置于所述y型机架的上部；所述y型机架与所述斜支撑杆数量相同且位置一一对应；靠近所述主承载蒙皮轴线的所述斜支撑杆一端与所述y型机架上部固定连接，远离所述主承载蒙皮轴线的所述斜支撑杆一端与所述主承载蒙皮固定连接。
8、优选的，所述第一传力部件还包括构成正多边形或圆形的若干外圈环向加强筋；所述外圈环向加强筋与所述y型机架位于同一平面上；所述外圈环向加强筋固设于相邻所述y型机架之间；若干所述外圈环向加强筋构成的正多边形或圆形中心位于所述主承载蒙皮轴线上；所述外圈环向加强筋与所述y型机架的连接节点处固定连接。
9、优选的，所述外常平座在所述y型机架连接节点处与所述y型机架下方固定连接。
10、优选的，所述第一传力部件还包括构成正多边形或圆形的若干内圈环向加强筋；所述内圈环向加强筋与所述y型机架位于同一平面上；所述内圈环向加强筋固设于相邻所述y型机架之间；所述内圈环向加强筋构成的正多边形或圆形中心位于所述主承载蒙皮轴线上。
11、优选的，所述运载火箭多发动机并联传力结构还包括加强蒙皮；所述加强蒙皮固设于所述主承载蒙皮的内侧壁上，其位置与所述y型机架的位置相对应。
12、优选的，所述运载火箭多发动机并联传力结构还包括平行于所述主承载蒙皮轴向设置的若干桁条；所述桁条与所述主承载蒙皮的外侧壁固定连接；所述桁条包括弱桁条和强桁条；所述强桁条固设于与所述加强蒙皮对应的所述主承载蒙皮外侧壁；所述弱桁条固设于所述强桁条未覆盖的所述主承载蒙皮外侧壁。
13、优选的，所述y型机架包括内端弧板、外端弧板、支撑底板和支撑顶板；所述内端弧板竖向设置，与所述中心常平座侧面固定连接；所述外端弧板竖向设置，与所述加强蒙皮内侧壁固定连接；所述支撑底板为y型平板结构；所述支撑底板一端与所述内端弧板外侧壁固定连接，所述支撑底板另一端与所述外端弧板内侧壁固定连接；所述支撑顶板为y型折弯板结构；所述支撑顶板一端与所述内端弧板外侧壁固定连接，所述支撑顶板另一端与所述外端弧板内侧壁固定连接；所述内端弧板、所述外端弧板、所述支撑底板和所述支撑顶板合围成侧面贯通的框形结构。
14、优选的，所述支撑顶板包括依次固定连接的第一支撑平板、第一支撑斜板、第二支撑斜板和第二支撑平板；所述第一支撑平板与所述第二支撑平板相互平行设置；所述第一支撑斜板相对于所述第一支撑平板的锐角夹角角度大于所述第二支撑斜板相对于所述第一支撑平板的锐角夹角角度。
15、优选的，所述y型机架还包括设置于所述y型机架开口处的支脚侧立板；所述支脚侧立板上部与所述支撑顶板固定连接；所述支脚侧立板下部与所述支撑底板固定连接。
16、与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
17、1、本发明中将发动机机架和发动机常平座合二为一，发动机无需多余的机架，能够大幅度减轻结构重量，有效提高火箭的运载能力。
18、2、本发明采用y型机架进行支撑和传力，能够进一步有效减轻结构重量。同时，y型机架在其开口端与主承载蒙皮相连接，能够增大连接面积，便于将发动机作用的集中力向舱壁快速扩散。
19、3、本发明的y型机架采用变截面设计，能够保证承载能力的同时进一步降低结构重量。
20、4、本发明采用弱桁条和强桁条交替安装的结构方案，利于轴向载荷的传递和轴向力的扩散，能够在保证轴向承载的同时减轻结构重量。
技术特征：
1.一种运载火箭多发动机并联传力结构，包括主承载蒙皮、传力支架和常平座；其特征在于：
2.如权利要求1所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述第一传力部件包括多个y型机架；多个所述y型机架均布于以所述主承载蒙皮轴线为中心的圆上；具有开口的所述y型机架一端相对于所述主承载蒙皮内壁固定连接，所述y型机架的非开口一端与所述中心常平座固定连接；
3.如权利要求2所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述第一传力部件还包括构成正多边形或圆形的若干外圈环向加强筋；所述外圈环向加强筋与所述y型机架位于同一平面上；所述外圈环向加强筋固设于相邻所述y型机架之间；若干所述外圈环向加强筋构成的正多边形或圆形中心位于所述主承载蒙皮轴线上；所述外圈环向加强筋与所述y型机架的连接节点处固定连接。
4.如权利要求3所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述外常平座在所述y型机架连接节点处与所述y型机架下方固定连接。
5.如权利要求4所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述第一传力部件还包括构成正多边形或圆形的若干内圈环向加强筋；所述内圈环向加强筋与所述y型机架位于同一平面上；所述内圈环向加强筋固设于相邻所述y型机架之间；所述内圈环向加强筋构成的正多边形或圆形中心位于所述主承载蒙皮轴线上。
6.如权利要求1所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述运载火箭多发动机并联传力结构还包括加强蒙皮；所述加强蒙皮固设于所述主承载蒙皮的内侧壁上，其位置与所述y型机架的位置相对应。
7.如权利要求6所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述运载火箭多发动机并联传力结构还包括平行于所述主承载蒙皮轴向设置的若干桁条；所述桁条与所述主承载蒙皮的外侧壁固定连接；所述桁条包括弱桁条和强桁条；所述强桁条固设于与所述加强蒙皮对应的所述主承载蒙皮外侧壁；所述弱桁条固设于所述强桁条未覆盖的所述主承载蒙皮外侧壁。
8.如权利要求6或7所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述y型机架包括内端弧板、外端弧板、支撑底板和支撑顶板；所述内端弧板竖向设置，与所述中心常平座侧面固定连接；所述外端弧板竖向设置，与所述加强蒙皮内侧壁固定连接；所述支撑底板为y型平板结构；所述支撑底板一端与所述内端弧板外侧壁固定连接，所述支撑底板另一端与所述外端弧板内侧壁固定连接；所述支撑顶板为y型折弯板结构；所述支撑顶板一端与所述内端弧板外侧壁固定连接，所述支撑顶板另一端与所述外端弧板内侧壁固定连接；所述内端弧板、所述外端弧板、所述支撑底板和所述支撑顶板合围成侧面贯通的框形结构。
9.如权利要求8所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述支撑顶板包括依次固定连接的第一支撑平板、第一支撑斜板、第二支撑斜板和第二支撑平板；所述第一支撑平板与所述第二支撑平板相互平行设置；所述第一支撑斜板相对于所述第一支撑平板的锐角夹角角度大于所述第二支撑斜板相对于所述第一支撑平板的锐角夹角角度。
10.如权利要求9所述的运载火箭多发动机并联传力结构，其特征在于，所述y型机架还包括设置于所述y型机架开口处的支脚侧立板；所述支脚侧立板上部与所述支撑顶板固定连接；所述支脚侧立板下部与所述支撑底板固定连接。
技术总结
本发明公开了一种运载火箭多发动机并联传力结构，属于航天器结构设计技术领域，包括主承载蒙皮、传力支架和常平座；主承载蒙皮为圆环型结构；传力支架固设于主承载蒙皮内部，用于将发动机的推力传递至火箭箭体；传力支架包括沿主承载蒙皮径向设置的第一传力部件和相对于主承载蒙皮径向平面倾斜设置的第二传力部件；常平座和第二传力部件分别设置于第一传力部件的两侧，且常平座与第一传力部件固定连接；常平座包括中心常平座和多个外常平座；中心常平座的中心位于主承载蒙皮的轴线上；多个外常平座均布于以中心常平座为中心的圆上。本发明能够实现多发动机并联的同时，大幅度减轻结构重量，有效提高火箭的运载能力。
技术研发人员：胡灯亮,布向伟,魏凯,彭伟斌,宋文锋
受保护的技术使用者：东方空间技术（山东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5