贮箱浮板式防晃结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种贮箱浮板式防晃结构，包括贮箱，还包括第一弹簧（100）、滑槽（200）、传动环（300）、浮板（400）、第二弹簧（500），所述浮板（400）位于所述传动环（300）中间，两者之间用至少两根预应力的第一弹簧（100）相连，所述传动环（300）与贮箱之间用至少两根第二弹簧（500）相连，所述第二弹簧（500）起缓冲作用；所述竖向滑槽（200）设置在所述贮箱壁上，使传动环（300）只能沿着贮箱的细长轴运动，浮板（400）的运动为六自由度的刚体运动。浮板结构具有质轻、防晃效果好的特点，可以作为防晃装置应用在运载火箭芯一级Cassini贮箱内。
【专利说明】
贮箱浮板式防晃结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种防晃结构，尤其涉及贮箱浮板式防晃结构。
【背景技术】
[0002]液体燃料的晃动直接会影响运载火箭的姿态或轨道，甚至会导致飞行任务的失败。常见的液体防晃措施为:在贮箱内加各种类型的防晃挡板，这些挡板都与贮箱通过焊接固联在一起的，贮箱内液体晃动对贮箱产生的晃动力与晃动力矩可以通过挡板直接作用于贮箱，磨损贮箱的内部结构，使得贮箱的结构强度降低或产生破坏。再者贮箱中繁多的挡板增大了运载火箭的起飞质量，使得运载效率降低。
[0003]传统的运载火箭Cassini贮箱内使用的是隔板结构，隔板种类很多，有横向环形结构、竖向长条形结构、半圆形结构或以上类型隔板的组合结构，如图-1所示。在一定数量积累下，隔板结构是可以抑制液体推进剂的晃动，但隔板结构繁杂，对制造工艺要求高。此外，隔板结构材料一般为高强度金属，重量大，有时可以占到全箱总质量的25%左右，这就需要消耗更多的推进剂来提供动力，大大提高了运载成本。所以设计一种质量轻同时防晃效果好的结构已成为一种迫切需要。
【实用新型内容】
[0004]为了减小运载火箭贮箱结构的重量，降低推进剂对贮箱的磨损程度，本实用新型提供了一种贮箱浮板式防晃结构，包括贮箱，还包括第一弹簧、滑槽、传动环、浮板、第二弹簧，所述浮板位于所述传动环中间，两者之间用至少两根预应力的第一弹簧相连，所述传动环与贮箱之间用至少两根第二弹簧相连，所述第二弹簧起缓冲作用;所述竖向滑槽设置在所述贮箱壁上，使传动环只能沿着贮箱的细长轴运动，浮板的运动为六自由度的刚体运动。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述第一弹簧至少为三根。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述第一弹簧为三根或四根或五根。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述第二弹簧至少为三根。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述第二弹簧为三根或四根或五根。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述竖向滑槽为至少三条。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述竖向滑槽为三条或四条或五条。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，浮板上与自由液面接触的一侧开一系列凹槽来增大浮板与液体的接触面积。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，传动环与滑槽之间的连接为滑动副。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述防晃结构为火箭贮箱浮板式防晃结构。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]新型的浮板式防晃结构质量轻且可以上下滑动，可以降低运载成本，也可以避免推进剂长时间晃动对火箭贮箱造成的磨损。另外，由于浮板漂浮的特性，浮板能时刻与自由液面保持接触并消耗掉液体晃动动能。浮板结构还可以减小液体在贮箱壁产生的晃动压力，提高了运载火箭飞行段的安全性。浮板结构具有质轻、防晃效果好的特点，可以作为防晃装置应用在运载火箭芯一级CassinilC箱内。
【附图说明】
[0016]图1是传统的隔板防晃结构CassinilG箱结构示意图；
[0017]图2是本实用新型贮箱浮板式防晃结构侧面剖视图；
[0018]图3是图2中A-A剖面的视图；
[0019]图4是三种贮箱结构液体质心位移；
[0020]图5是三种贮箱结构液体晃动平均动能；
[0021 ]图6A和图6B是三种贮箱结构各监测点压力，图6A是三种贮箱结构监测点5压力，图6B是三种贮箱结构监测点6压力。
[0022]图中各部件名称如下:
[0023]竖向隔板1、横向环形隔板2、第一弹簧100、滑槽200、传动环300、浮板400、第二弹簧500。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0025]—种新型的浮板式防晃结构的设计，如图2和图3所示。浮板防晃装置主要由三部分组成，即浮板400、传动环300及缓冲用的弹簧。浮板400位于传动环300中间，两者之间用四根预应力的第一弹簧100相连，传动环300与贮箱之间也用四根第二弹簧500相连，这四根第二弹簧500主要起缓冲作用;贮箱壁上开有四条竖向滑槽200，使传动环300只能沿着贮箱的细长轴运动，浮板400的运动为六自由度的刚体运动。为了进一步增大晃动阻尼，可以在浮板上与自由液面接触的一侧开一系列凹槽来增大浮板与液体的接触面积。
[0026]浮板材料根据液体推进剂的密度选定，由于浮板要浮在液面上，故浮板密度要小于液体推进剂密度;传动环需要在滑槽内上下滑动，两者之间的连接为滑动副，材料选用金属或复合材料。与传统固定隔板结构相比，浮板结构可以明显减小液体的晃动压力与晃动动能，如图4、图5、图6A和图6B分别为无防晃结构、隔板式、浮板式三种贮箱液体的质心位移对比曲线、液体晃动平均动能对比曲线以及各监测点晃动压力对比曲线。
[0027]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种贮箱浮板式防晃结构，包括贮箱，其特征在于:还包括第一弹簧(100)、竖向滑槽(200)、传动环(300)、浮板(400)、第二弹簧(500)，所述浮板(400)位于所述传动环(300)中间，两者之间用至少两根预应力的第一弹簧(100)相连，所述传动环(300)与贮箱之间用至少两根第二弹簧(500)相连，所述第二弹簧(500)起缓冲作用;所述竖向滑槽(200)设置在所述贮箱壁上，使传动环(300)只能沿着贮箱的细长轴运动，浮板(400)的运动为六自由度的刚体运动。2.根据权利要求1所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述第一弹簧(100)至少为三根。3.根据权利要求2所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述第一弹簧(100)为三根或四根或五根。4.根据权利要求1所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述第二弹簧(500)至少为三根。5.根据权利要求4所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述第二弹簧(500)为三根或四根或五根。6.根据权利要求1所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述竖向滑槽(200)为至少三条。7.根据权利要求6所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述竖向滑槽(200)为三条或四条或五条。8.根据权利要求1所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:浮板上与自由液面接触的一侧开一系列凹槽来增大浮板与液体的接触面积。9.根据权利要求1所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:传动环(300)与竖向滑槽(200)之间的连接为滑动副。10.根据权利要求1至9任一所述的贮箱浮板式防晃结构，其特征在于:所述防晃结构为火箭贮箱浮板式防晃结构。
【文档编号】F02K9/60GK205503308SQ201620048998
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】潘恺, 李旭, 凡友华
【申请人】哈尔滨工业大学深圳研究生院