本文設(shè)計了一種新式的的柔性噴管接頭。此接頭包括擴散段法蘭，前法蘭，后法蘭，前接頭和后接頭。前法蘭和擴散段法蘭之間通過后法蘭，前接頭和后接頭相連接。首先后接頭的一端與擴散段法蘭相連接，后接頭的另外一端通過后法蘭與前法蘭相連接；前法蘭的另一端在與前接頭連接。前接頭與后接頭都是由彈性件組和增強件組層層粘結(jié)而成。雙柔性接頭的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)全軸擺動且擺動性能重復性比較好，滿足較大的側(cè)向力要求。雙接頭的擺動力矩更小，在減小伺服機構(gòu)研制難度的同時，使用較小的伺服機便可滿足正常工作需求，且可減輕噴管質(zhì)量。雙柔性接頭位置的特點還可以緩解擺心的漂移。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及固體火箭發(fā)動機噴管柔性接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體是指一種新式雙柔性接頭的火箭發(fā)動機噴管結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
背景技術(shù)
噴管是固體火箭發(fā)動機推力向量控制系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是將燃燒產(chǎn)物的熱能轉(zhuǎn)化為高速射流的動能，從而提供可控軸向和側(cè)向飛行推力，是發(fā)動機能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生推力的裝置。柔性噴管由活動體，固定體，上接頭，下接頭以及作動器組成。接頭是噴管實現(xiàn)擺動的部件。兩個變截面柔性接頭之間以活動體為連接，分別與上，下法蘭連接。兩個接頭在連接固定體和活動體的同時還是載荷支撐件。應(yīng)噴管系統(tǒng)工作性能的要求，上、下柔性接頭的橡膠彈性件和金屬增強件都需要設(shè)計成具有公共幾何轉(zhuǎn)動中心，且半徑不同的球形截面環(huán)，按照相應(yīng)的尺寸，橡膠層與金屬增強件交替疊加粘結(jié)而成。整個噴管系統(tǒng)在作動器的動作下，帶動活動體以一定的角度拉伸或壓縮柔性接頭，從而實現(xiàn)全軸擺動運動。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改善單柔性接頭的技術(shù)缺陷，雙柔性接頭的全軸擺動性能更好，做動力矩更小，質(zhì)量更輕，緩解單柔性噴管的大擺心漂移，彈塑性更好，承載各向負載的能力更強。為了實現(xiàn)上述比單柔性接頭更好的性能，對噴管接頭做如下結(jié)構(gòu)調(diào)整。
接頭由彈性組件和剛性組件層層交叉粘結(jié)而成，且具有公共幾何轉(zhuǎn)動中心，與兩個柔性接頭直接接觸的后法蘭為了與接頭緊密配合連接，將與最外層的接頭有相同的幾何中心。此設(shè)計首先將前法蘭與前接頭粘結(jié)面的幾何中心置于噴管與火箭尾部連接方向，且在噴管幾何中心線上。前接頭組件對稱中心線與噴管幾何中心線之間的夾角為40°，前接頭與后接頭之間由后法蘭過渡連接，后法蘭與前接頭的接觸面也呈弧面，與前接頭具有相同的幾何中，再將后接頭與后法蘭粘結(jié)面的幾何中心置于噴管尾部活動體方向，且在噴管幾何中心線上，后接頭組件對稱中心線與噴管幾何中心線之間的夾角為50°，后法蘭與后接頭的接觸面呈弧面，與后接頭具有相同的幾何中心，擴散段法蘭與后接頭的接觸面為弧面，此弧面與接頭具有相同的幾何中心。
前法蘭與前接頭最外層的組件的外直徑直接發(fā)生接觸。此接觸面的直徑與前接頭最外層組件的外直徑相等。前法蘭上部分結(jié)構(gòu)設(shè)計呈現(xiàn)碗狀，對前接頭起托舉作用。
前接頭一共由七層彈性件和六層剛性件交叉疊加粘結(jié)而成。接頭粘接的第一層以彈性件起始，每層接頭組件的厚度相同。成型的接頭結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)最內(nèi)層和最外層都是彈性件。以最外層接頭起始，由于每層接頭組件層相互疊加，則相鄰接頭組件層中，直徑較大的接頭層的外直徑與直徑較小的接頭層的內(nèi)直徑相等。每層接頭層按照厚度相等的規(guī)律逐層遞減。
后法蘭的下端與前接頭的最內(nèi)層的接頭組件層(彈性組件)直接接觸，則后法蘭下端接觸面的外直徑和前接頭最內(nèi)層的接頭組件層的內(nèi)直徑相同。下端接觸體的厚度不宜過厚，應(yīng)與后接頭的側(cè)端面保持一定的距離。后法蘭上端與后接頭的最外層的接頭組件直接發(fā)生接觸。則上端接觸面的直徑與后接頭的最外層的接頭組件外直徑相等。
后接頭一共由五層彈性件和四層剛性件交叉疊加粘結(jié)而成。
擴散段法蘭上端后接頭最內(nèi)層接頭組件直接接觸。其接觸面直徑與后接頭最內(nèi)層接頭組件的內(nèi)直徑相等。
附圖說明
圖1為一種用于固體火箭發(fā)動機柔性噴管的柔性接頭總成的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為圖1中的后接頭的結(jié)構(gòu)示意圖
