[發明專利]運載火箭全箭模態試驗八點自由懸掛裝置及其安裝方法

有效

• 申請號: 201710693930.3
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107340150B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 王鵬輝;孫英松;常洪振;李寶海
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種運載火箭全箭模態試驗八點自由懸掛裝置及其安裝方法，其應用于捆綁式運載火箭及其他適配運載器的模態試驗。所述八點自由懸掛裝置包括：承力橫梁、單點懸掛系統、橫向穩定系統，在承力橫梁的每個邊橫梁上分別懸掛兩根單點懸掛系統，用以懸掛一個助推器，依靠八個單點懸掛系統和一個橫向穩定系統以實現整個運載火箭的自由?自由邊界的模擬。本發明的所述八點自由懸掛裝置及其安裝方法可以有效模擬新一代運載火箭的自由?自由邊界，滿足運載火箭飛行狀態模擬試驗的要求。

技術領域

本發明涉及一種運載火箭全箭模態試驗八點自由懸掛裝置及其安裝方法，其應用于捆綁式運載火箭及其他適配運載器的模態試驗。

背景技術

隨著航天技術的不斷發展，載人登月工程和空間站建設等需求日益緊迫，這對運載火箭的運載能力提出了更高要求。以往的運載火箭不能滿足新的需求。我國研制的新一代大直徑捆綁式運載火箭，運載能力實現了極大提升，可以滿足載人登月和空間站建設的要求，但是其直徑和結構形式都發生了巨大變化，芯級直徑由原來的3.35米增大到5米，助推器直徑由原來的2.25米增大到3.35米，芯級和助推器的高度也增加了很多，單個助推器的規模就和以往整個火箭相當。由于火箭規模增大、結構復雜，整個火箭的支承點設置在四個助推器上，而以往的火箭的支承點都在芯級底部。

新研制的運載火箭在首飛前必須開展全箭模態試驗，所述模態試驗關系到火箭飛行的成敗，其為運載火箭動力學模型修正、控制系統設計及載荷設計提供重要參數。在模態試驗中需要將整個運載火箭模擬成飛行狀態，不受其他邊界約束的影響，其模擬方法一般是將火箭自由懸掛，實現自由-自由邊界。根據相關試驗標準火箭的自由懸掛裝置必須滿足強度、剛度、穩定性和頻率的若干要求并和運載火箭的結構特點相匹配。但是新一代運載火箭的質量加大，柔性增加，全箭支承點發生了變化，以往運載火箭的自由懸掛裝置及安裝方法均不能適用于新一代運載火箭。因此必須針對新一代運載火箭的特點重新設計與之匹配的自由懸掛系統，實現模態試驗中運載火箭飛行邊界的模擬，以期獲得準確的模態參數。

同時，在現有技術中，也沒有找到公開發表的有關新型運載火箭空間八點自由懸掛裝置的相關資料。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了滿足上述需求，本發明提供一種運載火箭全箭模態試驗八點自由懸掛裝置及其安裝方法，其可以有效模擬新一代運載火箭的自由-自由邊界，滿足運載火箭飛行狀態模擬試驗的要求。

(二)技術方案

一種運載火箭全箭模態試驗八點自由懸掛裝置，包括：

承力橫梁，其呈井字形結構具有四個邊橫梁，作為試驗場地的固有設施承擔整個運載火箭的重量；

單點懸掛系統，其數量為八個，用于懸掛所述運載火箭的全部四個助推器，實現自由邊界的模擬；

橫向穩定系統，不對運載火箭的自由邊界產生影響的柔性系統，安裝在運載火箭上部，用以預防運載火箭傾倒；

在承力橫梁的每個邊橫梁上分別懸掛兩根單點懸掛系統，用以懸掛一個助推器，依靠八個單點懸掛系統和一個橫向穩定系統以實現整個運載火箭的自由-自由邊界的模擬。

進一步的，運載火箭的支承點設置在四個助推器上，芯級底部不承力，所述八點自由懸掛裝置中每兩點支承一個助推器，每個助推器設置一個承力環，承力環下部設置三軸移動裝置，所述三軸移動裝置在助推器懸掛前起到支撐和移動的作用，所述承力環用以承擔一個助推器的重量，并作為單點懸掛系統和助推器的中間連接件。

進一步的，所述單點懸掛系統包括：

連接裝置，其與試驗場地固定好的承力橫梁連接；

高度調節裝置，用以調節所述單點懸掛系統的高度；

測力系統，用以測量所述單點懸掛系統的受力情況；