一种氦气瓶支架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氦气瓶支架，适用于通信卫星应用领域。
【背景技术】
[0002]氦气瓶支架用于氦气瓶与承力筒之间的连接，承受从生产到上天飞行整个寿命期间的各种载荷，因此要求支架具有足够的刚度和强度。在满足功能要求的前提下，氦气瓶支架应具有重量轻、刚度好、制造工艺和装配简单等特点。
[0003]以往通信卫星平台使用3个氦气瓶，将3个氦气瓶安装在中板上表面的东西方向，此种安装方式对通信舱中板上方的布局空间和操作空间产生影响，占用中板上表面的利用率。某新型卫星平台使用2个90升氦气瓶，相对以往通信卫星平台气瓶重量增加60%，高度增加近一倍，为实现卫星对该大容量气瓶的支撑和满足力学环境适应性，并优化某新型平台布局，增加通信舱内中板上方的操作空间和卫星舱体内的空间利用率，需对氦气瓶的安装方案进行重新设计。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:为克服现有技术的不足，提高卫星通信舱内中板上方的操作空间和卫星舱体内的空间利用率，将氦气瓶安装至承力筒上，现有支架无法满足使用需求，提供一种复材板和复材杆相结合的大容量氦气瓶支架。
[0005]本发明技术解决方案:
[0006]一种氦气瓶支架，包括安装板组件、下支撑杆组件和上支撑杆组件，
[0007]其中安装板组件包括安装板、安装角盒、气瓶安装埋件，安装板为类三角型，弧形底边设有与外部承力筒连接的安装角盒；安装板由上面板、下面板和置于上、下面板间的蜂窝芯子组成；呈圆形的气瓶安装埋件设置在安装板顶角处，气瓶安装埋件外圆柱面上设有与氦气瓶连接的安装孔，每两个安装孔之间设计减重凹槽；与下支撑杆组件连接的气瓶安装埋件中心部分轴向采用承力梁式结构，其余部分设计减重凹槽；
[0008]上支撑杆组件、下支撑杆组件由支撑杆、螺套及接头组成，支撑杆与螺套胶接，螺套与接头螺纹连接，下支撑杆组件一端通过双耳支撑座连接在气瓶安装埋件上，另一端通过单耳支撑座连接在外部承力筒上；
[0009]上支撑杆组件一端与氦气瓶连接，另一端与外部承力筒连接。
[0010]所述下支撑杆组件中的下支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶的中心轴重合，两杆夹角为40-50度，支撑杆与安装板夹角为45-55度。
[0011]所述上支撑杆组件中的上支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶的中心轴重合，两杆夹角为90度。
[0012]所述支撑杆材料选用T300级碳纤维，碳纤维体积含量为60%，共14层，铺层方向为 90° /0° 2/45° /-45° /0° 4/-45° /45° /0° 2/90°，0° 方向为沿杆的中心线方向。
[0013]上、下面板用碳纤维M55J/环氧无玮布四层复合而成。
[0014]螺套与接头一组采用左旋螺距螺纹连接，另一组采用右旋螺距螺纹连接。
[0015]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0016](I)本发明将氦气瓶固定于承力筒上，提高通信舱内中板上方的操作空间和卫星舱体内的空间利用率，为推进系统布局提供了充裕的空间。
[0017](2)本发明在通信卫星上首次采用复材板和复材杆相结合的次级结构设计方式，利用特殊埋件将复材杆和复材板结合在一起形成支撑结构，使氦气瓶的传递路径更为合理，支架已通过鉴定级力学试验和卫星的整星级鉴定试验，满足该卫星平台的使用需求。
【附图说明】
[0018]图1为本发明结构示意图；
[0019]图2为本发明安装板组件结构示意图；
[0020]图3为本发明气瓶安装埋件结构示意图；
[0021]图4为本发明支撑杆组件结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0023]一种氦气瓶支架，如图1所示，包括安装板组件2、下支撑杆组件3和上支撑杆组件5，其中安装板组件2包括安装板、安装角盒6、气瓶安装埋件8，如图2所示，安装板为类三角型，弧形底边设有与外部承力筒连接的安装角盒6 ;上、下面板用碳纤维M55J/环氧无玮布四层复合而成，单层厚度0.1mm，铺层顺序为:0° /+45° /-45° /90°。
[0024]呈圆形的气瓶安装埋件8设置在安装板顶角处，如图3所示，气瓶安装埋件8外圆柱面上设有与氦气瓶I连接的安装孔，每两个安装孔之间设计减重凹槽；与下支撑杆组件连接的气瓶安装埋件8中心部分轴向采用承力梁式结构，其余部分设计减重凹槽；
[0025]上支撑杆组件5、下支撑杆组件3由支撑杆9、螺套10及接头11组成，如图4所示，支撑杆9与螺套10胶接，螺套10与接头11螺纹连接，下支撑杆组件3 —端通过双耳支撑座4连接在气瓶安装埋件8上，另一端通过单耳支撑座7连接在外部承力筒上；所述支撑杆材料选用T300级碳纤维，碳纤维体积含量为60%，共14层，铺层方向为90° /0° 2/45° /-45° /0° 4/-45° /45° /0° 2/90°，0°方向为沿杆的中心线方向。螺套10与接头11 一组采用左旋螺距螺纹连接，另一组采用右旋螺距螺纹连接。
[0026]单耳支撑座7用来连接支撑杆组件和承力筒，在载荷的传递路径上采用承力梁和加强筋式结构，提高承载能力；设计承力梁与底座的角度，使得梁的主承力方向与支撑杆的受力方向一致，同时应避免承力梁的末端与底座直角连接而产生应力集中；在承力梁的侧面使用加强筋以分散载荷，末端设计圆弧形筋结构避免应力集中；另外，在底座的非传力路径上设计凹槽减重。
[0027]双耳支撑座4，一方面和气瓶安装埋件8连接，另一方面和两个支撑杆连接，两个耳片之间的角度应与两个支撑杆夹角在水平方向的投影大小相同；承力梁的承力方向与支撑杆受力方向一致。支撑杆接头和支撑座连接为双耳片和单耳片的连接形式，此种连接方式为耳片间的间隙配合，不通过摩擦力来传力载荷，通过剪切力来传递载荷，以增强刚度。
[0028]上支撑杆组件5 —端与氦气瓶I连接，另一端与外部承力筒连接。
[0029]所述下支撑杆组件3中的下支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶I的中心轴重合，两杆夹角为48度，支撑杆与安装板夹角为50度。所述上支撑杆组件5中的上支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶I的中心轴重合，两杆夹角为90度。
[0030]本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
【主权项】
1.一种氦气瓶支架，其特征在于，包括安装板组件(2)、下支撑杆组件(3)和上支撑杆组件(5)， 其中安装板组件(2)包括安装板、安装角盒(6)、气瓶安装埋件(8)，安装板为类三角型，弧形底边设有与外部承力筒连接的安装角盒(6);安装板由上面板、下面板和置于上、下面板间的蜂窝芯子组成；呈圆形的气瓶安装埋件(8)设置在安装板顶角处，气瓶安装埋件(8)外圆柱面上设有与氦气瓶(I)连接的安装孔，每两个安装孔之间设计减重凹槽；与下支撑杆组件连接的气瓶安装埋件(8)中心部分轴向采用承力梁式结构，其余部分设计减重凹槽； 上支撑杆组件(5)、下支撑杆组件(3)由支撑杆(9)、螺套(10)及接头(11)组成，支撑杆(9)与螺套(10)胶接，螺套(10)与接头(11)螺纹连接，下支撑杆组件(3) —端通过双耳支撑座(4)连接在气瓶安装埋件(8)上，另一端通过单耳支撑座(7)连接在外部承力筒上; 上支撑杆组件(5) —端与氦气瓶(I)连接，另一端与外部承力筒连接。
2.根据权利要求1所述的一种氦气瓶支架，其特征在于:所述下支撑杆组件(3)中的下支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶(I)的中心轴重合，两杆夹角为40-50度，支撑杆与安装板夹角为45-55度。
3.据权利要求1所述的一种氦气瓶支架，其特征在于:所述上支撑杆组件(5)中的上支撑杆有两个，其中心轴交点与氦气瓶(I)的中心轴重合，两杆夹角为90度。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种氦气瓶支架，其特征在于:所述支撑杆材料选用T300级碳纤维，碳纤维体积含量为60%，共14层，铺层方向为90° /0° 2/45° /-45° /0。4/_45° /45° /0° 2/90°，0°方向为沿杆的中心线方向。
5.根据权利要求4所述的一种氦气瓶支架，其特征在于:上、下面板用碳纤维M55J/环氧无玮布四层复合而成。
6.根据权利要求5所述的一种氦气瓶支架，其特征在于:螺套(10)与接头(11)一组采用左旋螺距螺纹连接，另一组采用右旋螺距螺纹连接。
【专利摘要】本发明公开了一种氦气瓶支架，包括安装板组件、下支撑杆组件和上支撑杆组件，安装板为类三角型，弧形底边设有与外部承力筒连接的安装角盒；呈圆形的气瓶安装埋件设置在安装板顶角处，气瓶安装埋件外圆柱面上设有与氦气瓶连接的安装孔，每两个安装孔之间设计减重凹槽；与下支撑杆组件连接的气瓶安装埋件中心部分轴向采用承力梁式结构，其余部分设计减重凹槽。本发明将氦气瓶固定于承力筒上，提高通信舱内中板上方的操作空间和卫星舱体内的空间利用率，为推进系统布局提供了充裕的空间。
【IPC分类】F17C13-08
【公开号】CN104832786
【申请号】CN201510205171
【发明人】崔佳涛, 王浩攀, 刘丽坤, 王耀东, 田野
【申请人】中国空间技术研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月27日