[发明专利]一种用于芯级支承捆绑火箭缩比模型的捆绑连杆模拟装置

说明书

本发明提出了一种用于芯级支承捆绑火箭缩比模型风载试验的捆绑连杆模拟装置，包括固定支耳、连接钉、接头、连接杆、旋转支耳、支耳压块、减磨垫片。本捆绑连杆模拟装置通过旋转支耳绕支耳轴向转动释放芯级与助推之间径向转动自由度，通过旋转支耳绕连接杆轴向转动释放芯级与助推之间轴向平动自由度和环向转动自由度，芯级与助推之间径向平动自由度、轴向转动自由度，以及环向平动自由度通过模拟装置得以约束。该装置实现了对我国现役芯级支承捆绑运载火箭上捆绑，即Z字形三连杆捆绑结构传力方式的模拟，准确模拟捆绑连杆装置真实传力形式，实现缩比模型助推器和芯级的可靠连接。

技术领域

本发明属于火箭缩比模型结构设计领域，具体涉及一种用于芯级支承捆绑火箭缩比模型的捆绑连杆模拟装置。

背景技术

风载荷是箭体结构特别是尾部结构的主要设计载荷，研究火箭的地面风载荷，无论对于结构设计还是飞行控制系统设计，都有很重要的意义。由于地面风激载荷响应与火箭表面细部结构外形、动特性和风场环境密切相关，理论预计与仿真分析无法给出可用的结果，工程中均依靠地面试验来确定竖立风载，大部分型号采用缩比模型的风洞试验结果。风洞试验缩比弹性模型相比实物火箭需要满足一定的相似性要求，其中捆绑结构需要按照真实传力形式进行结构设计。

我国一般现役捆绑运载火箭助推器多采用前、后不同的捆绑连接装置与芯级连接，分别用于传递横向、轴向载荷。其中，传递横向载荷的捆绑连接装置为连杆组形式，又称捆绑连杆，连杆组装置由3根连杆组成，包括2根直杆和1根斜杆，连杆的两端采用具有转动自由度的球副，连杆组装置主要传递径向、环向载荷，起限制助推器转动自由度的作用。我国现役的芯级支承捆绑火箭，上捆绑均采用捆绑连杆装置。在对这类捆绑火箭进行缩比模型设计时，由于缩比模型芯级与助推器之间的空间有限，无法直接按照真实火箭Z字形三连杆结构进行缩比设计。

因此，需要设计一种用于火箭缩比模型风载试验的空间紧凑型捆绑连杆模拟装置，实现缩比模型助推器和芯级的可靠连接，并保证助推器在其轴向的平动自由度和其它两方向的转动自由度释放，准确模拟捆绑连杆装置真实传力形式。

发明内容

本发明公开了一种芯级支承捆绑火箭缩比模型的捆绑连杆模拟装置，通过旋转支耳绕支耳轴向转动释放芯级与助推之间径向转动自由度，通过旋转支耳绕连接杆轴向转动释放芯级与助推之间轴向平动自由度和环向转动自由度，芯级与助推之间径向平动自由度、轴向转动自由度，以及环向平动自由度通过模拟装置得以约束，不仅实现缩比模型助推器和芯级的可靠连接，而且约束助推器在轴向转动自由度、径向以及切向平动自由度，释放其轴向的平动自由度和其它两方向的转动自由度。

一种用于芯级支承捆绑火箭缩比模型风载试验的捆绑连杆模拟装置，设置在芯级支承捆绑火箭风载试验缩比模型中芯级和助推之间的上捆绑点，包括固定连接在助推筒段侧筒外表面的支耳压块；固定在芯级筒段的固定支耳；其特征在于，所述捆绑连杆模拟装置还包括旋转支耳，所述旋转支耳的平整面与支耳压块凹槽对接压紧，另一凸起面与助推筒段捆绑垫块压紧；具有两个通道的接头从旋转支耳中空部分穿过，接头一端的通道与旋转支耳的凸起面对齐并通过连接杆进行连接，接头另一端穿过固定支耳并与其连接。

优选地，所述支耳压块与助推筒段接触部分设置减磨垫片。

优选地，所述支耳压块与助推筒段通过紧固件连接，包括从助推筒段里侧穿出的六角头全螺纹螺栓；螺栓头与助推筒表面之间设置垫圈和弹簧垫圈。

优选地，所述固定支耳通过紧固件连接，包括从芯级筒段里侧穿出的六角头全螺纹螺栓；螺栓头与芯级筒段表面之间设置垫圈和弹簧垫圈。

优选地，所述固定支耳在芯级筒段结构捆绑连接区域设置内外垫块，筒段外表面的垫块为曲面，内表面的垫块为平面。

优选地，所述连接杆与接头通过六角头全螺纹螺栓连接；螺栓头与接头表面之间设置垫圈和弹簧垫圈。