一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的制作方法

本发明属于航天器总装直属件技术领域，涉及紧凑型航天器的气瓶安装支架，特别涉及一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架。

背景技术：

气瓶是航天器推进系统的重要组成部分，航天器上以往所用的气瓶多为金属气瓶，然而随着近几年航天技术的发展，对复合材料的应用越来越广泛，复合材料也被用于气瓶的制造上。复合材料气瓶较之前的全金属气瓶，具有质量轻、结构强度高等优点。但是，复合材料气瓶在充气时的变形量较之前的全金属气瓶也更为明显。例如，紧凑型航天器上使用的气瓶轴向长度700～800mm，外径350～400mm，充气后的轴向变形量约为10％左右，径向变形量约为13％左右。因此，这么大的变形量对固定气瓶的安装支架提出了非常高的设计要求。

气瓶在出厂后，必须保持空载状态运输至发射地，然后才对气瓶充气到额定压力。这意味着通常要分两次对气瓶定力矩，即在运输之前定一次力矩和充气之后再定一次力矩。然而紧凑型航天器气瓶置于舱体内部，不具备两次定力距的条件，气瓶支架只能一次定力距，满足气瓶空载和满载两种状态；其次，气瓶充气到额定压力时，轴向及径向的变形量发生了较大变化，随着气瓶中的气体使用，气瓶也逐渐恢复到初始状态，这就要求设计的支架要有足够的强度、刚度裕度，能够适应气瓶的轴向、径向变形；最后，在航天发射活动中，单位质量的发射成本极其昂贵，因此，分配给气瓶支架的设计重量极其有限，因此在设计支架时，需要选用密度小的轻质金属减轻赘重且要满足强度、刚度的要求。

技术实现要素：

本发明提供一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架，以解决现实情况中不能多次定力距的缺陷，满足无论气瓶是空载还是满载时只需定一次力矩的要求，支架的裕度也能够适应气瓶充气膨胀时所产生的大变形，同时保证了支架质量轻、高强度和高刚度。

本发明的技术方案如下：

一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架，所述的气瓶支架包括上支架和下支架，所述的下支架为一独立的构件，所述的上支架包括底座、两个箍带、拉紧部件、第一橡胶板、两个第二橡胶板和两个垫板，所述的第一橡胶板粘结于所述的底座的内侧面，两个所述的第二橡胶板分别粘结于两个所述的箍带的内侧面，每个所述的箍带与所述的底座的一端连接，两个所述的箍带的另一端通过所述的拉紧部件连接，每个所述的垫板粘结在所述的第二橡胶板的靠近所述的拉紧部件的一端上。

进一步优选，所述的气瓶支架安装气瓶时的力矩值为1.5±0.5N·m。

进一步优选，所述的底座的内侧面为弧形，呈中心对称，还在所述的底座上设有若干个第一减轻孔和第一加强筋。

进一步优选，所述的底座的两端分别设有第一通孔，每个所述的箍带的一端设有第二通孔，每个所述的箍带通过使用销轴连接所述的第二通孔和第一通孔连接于所述的底座，并通过开口销固定。

进一步优选，每个所述的箍带的另一端还设有凹陷区，所述的拉紧部件包括两个螺纹拉紧轴和拉紧螺栓，每个所述的螺纹拉紧轴固定连接在所述的凹陷区内，并通过拉紧螺栓实现两个所述的螺纹拉紧轴连接。

进一步优选，所述的下支架的材料为ZK61M-T5镁合金或航天用可热处理强化铝合金，安装面为弧形，呈对称结构，还在所述的下支架上设有若干个第二减轻孔和第二加强筋。

进一步优选，所述的底座的材料为ZK61M-T5镁合金或航天用可热处理强化铝合金。

进一步优选，每个所述的箍带的材料为1Cr18Ni9Ti，长度、宽度、厚度与气瓶匹配。

进一步优选，所述的第一橡胶板的材料为硅橡胶板6144，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，同时有若干个Φ10mm～Φ12mm孔和1个Φ13mm～Φ15mm孔。

进一步优选，每个所述的第二橡胶板的材料为硅橡胶板6144，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，橡胶板上有若干个Φ10mm～Φ12mm孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一.本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架通过在底座和箍带的内侧面上分别设有第一橡胶板和第二橡胶板，实现了无论气瓶是空载还是满载时只需定一次力矩的要求，适应复合材料气瓶大变形；

第二.本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架通过对底座和下支架采用ZK61M-T5镁合金或航天用可热处理强化铝合金和大体积的镂空整体成型，箍带采用1Cr18Ni9Ti，第一橡胶板和第二橡胶板采用硅橡胶板6144，保证了支架质量轻、高强度和高刚度的要求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的上支架的结构示意图；

图2为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的下支架的结构示意图；

图3为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的底座的结构示意图；

图4为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的箍带的结构示意图；

图5为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的箍带的正面示意图；

图6为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的第一橡胶板的结构示意图；

图7为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的第二橡胶板的结构示意图；

图8为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的螺纹拉紧轴的结构示意图；

图9为本发明的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架的拉紧螺栓的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示的一种航天器推进系统的一次定力距的气瓶支架，所述的气瓶支架包括上支架1和下支架2，所述的下支架2为一独立的构件，所述的上支架1包括底座3、两个箍带4、拉紧部件5、第一橡胶板6、两个第二橡胶板7和两个垫板8，所述的第一橡胶板6粘结于所述的底座3的内侧面，两个所述的第二橡胶板7分别粘结于两个所述的箍带4的内侧面，每个所述的箍带4与所述的底座3的一端连接，两个所述的箍带4的另一端通过所述的拉紧部件5连接，每个所述的垫板8粘结在所述的第二橡胶板7的靠近所述的拉紧部件5的一端上，以上粘结所用的胶水为GD414胶，待气瓶安装完成后，通过拉紧螺栓17完成紧固。

所述的垫板8的材料为硅橡胶板6144(HG6-678-1974)，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，粘结后的垫板8的边缘与第二橡胶板7边缘对齐，增加第二橡胶板7的吸收力。

如图3所示，所述的底座3的内侧面为弧形，呈中心对称，在所述的底座3的两端分别设有第一通孔12，并在所述的底座3上还设有若干个第一减轻孔10和第一加强筋(图中未标示)。

每个所述的箍带4的一端设有第二通孔9，每个所述的箍带4通过销轴13连接所述的第二通孔9和第一通孔12连接于所述的底座3，并通过开口销14固定。

如图4、图5、图8和图9所示，每个所述的箍带4的另一端还设有凹陷区15，所述的拉紧部件5包括两个螺纹拉紧轴16和拉紧螺栓17，每个所述的螺纹拉紧轴16通过焊接固定连接在所述的凹陷区15，焊后保证两个螺纹拉紧轴16能灵活转动，并通过拉紧螺栓17实现两个所述的螺纹拉紧轴16连接，所述的两个螺纹拉紧轴16和拉紧螺栓17由高强度钢制成。

为减轻支架的重量，底座和下支架均采用力学性能好且密度小的镁合金或航天用可热处理强化铝合金材料制成，且底座与下支架均是大体积镂空整体成型，如图2所示，所述的下支架2的材料为ZK61M-T5镁合金或航天用可热处理强化铝合金，呈对称结构，并在所述的下支架2上设有若干个第二减轻孔18和第二加强筋(图中未标示)，一套气瓶安装支架需下支架2共1件。

所述的底座3的材料为ZK61M-T5镁合金或航天用可热处理强化铝合金，一套气瓶安装支架需底座3共1件，每个所述的箍带4的材料为1Cr18Ni9Ti，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，一套气瓶安装支架需箍带4共2件，减轻赘重的同时，满足了支架的强度、刚度要求。

为了使支架的箍带4有足够的强度、刚度裕度，且能适应气瓶的轴向、径向变形，本发明在底座3和箍带4的内侧面上采用了硅橡胶板，通过设计硅橡胶板的结构外形、尺寸来达到所述要求，如图6所示，所述的第一橡胶板6的材料为硅橡胶板6144，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，同时有若干个Φ10mm～Φ12mm孔19和1个Φ13mm～Φ15mm孔11，一套气瓶安装支架需第一橡胶板6共1件；如图7所示，每个所述的第二橡胶板7的材料为硅橡胶板6144，长度、宽度、厚度与气瓶匹配，橡胶板上有若干个Φ10mm～Φ12mm孔20，一套气瓶安装支架需第二橡胶板7共2件，所述的第一橡胶板6和第二橡胶板7能吸收在气瓶满载时对支架的力，通过试验可确定能满足空载又能满足满载状态的力矩值为1.5±0.5N·m。本气瓶支架安装气瓶时可一次定力距，能够适应气瓶大变形，具有安装简单、可靠、质量轻、高强度和高刚度等优点。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。