[发明专利]发动机常平座十字型三向加力装置

说明书

技术领域

本发明涉及火箭发动机推力模拟试验装置，尤其是一种模拟发动机工作时对火箭箭体产生的推力以及两水平方向剪力施加的试验装置的三向加力装置。

背景技术

随着运载火箭运载能力不断增强的需求，需要利用捆绑火箭的形式来增加对运载火箭的推力，目前常用方法是采用四个助推火箭捆绑到主体火箭的方法，每个助推火箭可携带两台发动机，为保持四个助推火箭的8个发动机推力保持平衡和火箭姿态调整的需要，发动机机架设计有常平座，这样使发动机工作时具有一定范围的摇摆角度，因此，发动机工作时对火箭箭体结构产生向上推力的同时，也对箭体结构两水平方向产生横向剪切力，为考核火箭箭体结构对助推发动机产生的推力和剪切力载荷的承受能力，需要施加模拟这些载荷工况来进行试验验证。

在运载火箭箭体上直接安装助推发动机到发动机机架常平座上进行点火试验，是最真实的载荷工况，但这样做试验，代价非常昂贵，同时由于试验时间太短，无法全面了解结构各个部位的强度变化过程，因此需要进行地面模拟载荷工况的静力试验，这是既经济实惠有能又能掌握更多更详尽试验数据的好方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种发动机常平座十字型三向加力装置。利用本发明装置，可建立一套对发动机机架常平座实施三方向同时加力的静力试验装置，来模拟发动机工作时的载荷工况对运载火箭箭体结构的作用效果。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种发动机常平座十字型三向加力装置，该装置包括：

中间部位两端为斜面的六面体,中心垂直方向上下对称的两长方体，左右两斜面上各伸出一带台阶的圆柱体。

中间部位两端斜面与铅垂面夹角与发动机机架常平轴轴线相对于水平面倾角相等。

所述的左右两斜面上各伸出一带台阶的圆柱体的轴心通过所述装置中心，并且与两侧斜面垂直，该圆柱体将安装到发动机机架的轴孔内，外侧台阶起到限位作用。

所述的中心垂直方向上下对称的两长方体端部侧面各具有一个上下对称的通孔，用于安装施力机构，来施加轴向载荷。

所述的中心垂直方向上下对称的两长方体侧面通孔内侧适当位置各具有一个上下对称的通孔，两孔联合使用，用于安装施力机构，实施向左或向右水平方向的加载。

所述的中心垂直方向上下对称的两长方体前后两面适当位置具有对称的螺纹孔，用于安装施力机构，实施前后水平方向的加载。

上述上下两长方体的两侧面和前后面上对称分布有三组不同位置和大小的通孔或螺纹孔，分别用于安装发动机推力和两个水平方向剪力施加的施力机构，其中两个最大孔位于最外侧，试验时一般只需要一个与发动机推力一致的孔进行施加拉力就可；与两大孔在同一侧面的两个直径较小的通孔用于施加第一水平方向（向左或向右）的剪力，这两孔必须上下对称分布，使得其合力必须通过十字加力装置的中心，但两个孔距离十字加力装置中心距离需要根据发动机机架结构和火箭舱体结构情况进行确定，以确保施力机构系统与产品主要承力结构件不相干涉为原则。上下两长方体上前后面的螺纹孔上下对称，用于安装向前或向后剪切力的施力机构，这两孔必须上下对称分布，使得其合力必须通过十字加力装置的中心，但两个孔与十字加力装置中心距离需要根据发动机机架结构和火箭舱体结构情况进行确定，以确保施力机构系统与产品主要承力结构件不相干涉和施加载荷用的辅助连接工装不相干涉为原则。

上述加载用通孔或螺纹孔的具体大小和位置以及数量，包括整个工装的大小尺寸，并非固定不变，需要根据被试产品的结构形式来决定，其宗旨是确保三个方向的力或合力均通过十字加力工装置中心，即要确保加载点位于常平轴上，并且位于两轴承支座中心连线的中点。

本发明发动机常平座十字型三向加力装置，由于采取上述的技术方案，解决了发动机推力和发动机惯性载荷引起的两个水平方向剪力载荷的施加问题，可用于多种规格捆绑火箭发动机机架和火箭舱体的组合试验，来考核发动机机架和火箭舱体结构对发动机工作时产生的推力载荷和惯性载荷的承受能力。本发明取得了结构简单、操作方便、模拟精确、可重复应用和多规格灵活设计等有益效果。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是双发动机上同时实施三向加载时的安装方式示意图；

图3是本发明装置的改进结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明做一详细的说明。