[發(fā)明專利]發(fā)動機常平座十字型三向加力裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210529463.8
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103016209A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴德金;肖傳清;周海生;孫自強;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天精密機械研究所
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火箭發(fā)動機推力模擬試驗裝置，尤其是一種模擬發(fā)動機工作時對火箭箭體產(chǎn)生的推力以及兩水平方向剪力施加的試驗裝置的三向加力裝置。

背景技術(shù)

隨著運載火箭運載能力不斷增強的需求，需要利用捆綁火箭的形式來增加對運載火箭的推力，目前常用方法是采用四個助推火箭捆綁到主體火箭的方法，每個助推火箭可攜帶兩臺發(fā)動機，為保持四個助推火箭的8個發(fā)動機推力保持平衡和火箭姿態(tài)調(diào)整的需要，發(fā)動機機架設(shè)計有常平座，這樣使發(fā)動機工作時具有一定范圍的搖擺角度，因此，發(fā)動機工作時對火箭箭體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上推力的同時，也對箭體結(jié)構(gòu)兩水平方向產(chǎn)生橫向剪切力，為考核火箭箭體結(jié)構(gòu)對助推發(fā)動機產(chǎn)生的推力和剪切力載荷的承受能力，需要施加模擬這些載荷工況來進行試驗驗證。

在運載火箭箭體上直接安裝助推發(fā)動機到發(fā)動機機架常平座上進行點火試驗，是最真實的載荷工況，但這樣做試驗，代價非常昂貴，同時由于試驗時間太短，無法全面了解結(jié)構(gòu)各個部位的強度變化過程，因此需要進行地面模擬載荷工況的靜力試驗，這是既經(jīng)濟實惠有能又能掌握更多更詳盡試驗數(shù)據(jù)的好方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)動機常平座十字型三向加力裝置。利用本發(fā)明裝置，可建立一套對發(fā)動機機架常平座實施三方向同時加力的靜力試驗裝置，來模擬發(fā)動機工作時的載荷工況對運載火箭箭體結(jié)構(gòu)的作用效果。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種發(fā)動機常平座十字型三向加力裝置，該裝置包括：

中間部位兩端為斜面的六面體,中心垂直方向上下對稱的兩長方體，左右兩斜面上各伸出一帶臺階的圓柱體。

中間部位兩端斜面與鉛垂面夾角與發(fā)動機機架常平軸軸線相對于水平面傾角相等。

所述的左右兩斜面上各伸出一帶臺階的圓柱體的軸心通過所述裝置中心，并且與兩側(cè)斜面垂直，該圓柱體將安裝到發(fā)動機機架的軸孔內(nèi)，外側(cè)臺階起到限位作用。

所述的中心垂直方向上下對稱的兩長方體端部側(cè)面各具有一個上下對稱的通孔，用于安裝施力機構(gòu)，來施加軸向載荷。

所述的中心垂直方向上下對稱的兩長方體側(cè)面通孔內(nèi)側(cè)適當位置各具有一個上下對稱的通孔，兩孔聯(lián)合使用，用于安裝施力機構(gòu)，實施向左或向右水平方向的加載。

所述的中心垂直方向上下對稱的兩長方體前后兩面適當位置具有對稱的螺紋孔，用于安裝施力機構(gòu)，實施前后水平方向的加載。

上述上下兩長方體的兩側(cè)面和前后面上對稱分布有三組不同位置和大小的通孔或螺紋孔，分別用于安裝發(fā)動機推力和兩個水平方向剪力施加的施力機構(gòu)，其中兩個最大孔位于最外側(cè)，試驗時一般只需要一個與發(fā)動機推力一致的孔進行施加拉力就可；與兩大孔在同一側(cè)面的兩個直徑較小的通孔用于施加第一水平方向（向左或向右）的剪力，這兩孔必須上下對稱分布，使得其合力必須通過十字加力裝置的中心，但兩個孔距離十字加力裝置中心距離需要根據(jù)發(fā)動機機架結(jié)構(gòu)和火箭艙體結(jié)構(gòu)情況進行確定，以確保施力機構(gòu)系統(tǒng)與產(chǎn)品主要承力結(jié)構(gòu)件不相干涉為原則。上下兩長方體上前后面的螺紋孔上下對稱，用于安裝向前或向后剪切力的施力機構(gòu)，這兩孔必須上下對稱分布，使得其合力必須通過十字加力裝置的中心，但兩個孔與十字加力裝置中心距離需要根據(jù)發(fā)動機機架結(jié)構(gòu)和火箭艙體結(jié)構(gòu)情況進行確定，以確保施力機構(gòu)系統(tǒng)與產(chǎn)品主要承力結(jié)構(gòu)件不相干涉和施加載荷用的輔助連接工裝不相干涉為原則。

上述加載用通孔或螺紋孔的具體大小和位置以及數(shù)量，包括整個工裝的大小尺寸，并非固定不變，需要根據(jù)被試產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式來決定，其宗旨是確保三個方向的力或合力均通過十字加力工裝置中心，即要確保加載點位于常平軸上，并且位于兩軸承支座中心連線的中點。

本發(fā)明發(fā)動機常平座十字型三向加力裝置，由于采取上述的技術(shù)方案，解決了發(fā)動機推力和發(fā)動機慣性載荷引起的兩個水平方向剪力載荷的施加問題，可用于多種規(guī)格捆綁火箭發(fā)動機機架和火箭艙體的組合試驗，來考核發(fā)動機機架和火箭艙體結(jié)構(gòu)對發(fā)動機工作時產(chǎn)生的推力載荷和慣性載荷的承受能力。本發(fā)明取得了結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、模擬精確、可重復應(yīng)用和多規(guī)格靈活設(shè)計等有益效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是雙發(fā)動機上同時實施三向加載時的安裝方式示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置的改進結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明做一詳細的說明。