一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，回收舱承力技术领域，它包括：头壳、稳定裙、裙底、仪器盘、过渡支架、支撑座、平台、伞舱装置及拉杆；稳定裙的两端分别与头壳及裙底对接；仪器盘固定在稳定裙的上端框上；仪器盘的底面同轴安装有过渡支架；平台与稳定裙的中间隔框连接，平台上表面固定有支撑座；支撑座与过渡支架连接；伞舱装置的安装端穿过平台后，安装端与支撑座及过渡支架连接，出伞端穿过稳定裙后通过拉杆与稳定裙连接；伞舱装置出伞端的球面将裙底的圆形缺口封闭；该结构既能够承受再入的复杂载荷条件，满足设备安装的要求；又能够提高舱体的横向基频，还能够在满足刚度和强度的前提下，实现轻量化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于回收舱承力
，具体涉及一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构。
技术介绍
弹道式再入回收舱的主承力结构的弹道式是指在进入大气层后无姿态控制的再入返回模式。再入回收舱在发射时要承受和传递运载火箭发射载荷和逃逸载荷的作用，再入大气层时要承受过载、外压和开伞冲击等载荷，回收舱结构载荷条件复杂，承载要求较高。弹道式再入有其自身特点，再入过程没有姿态控制措施，对再入过程的运行稳定性要求更高，且进入大气层后，需要打开降落伞进行舱体减速，而降落伞在打开瞬间，会对降落伞的伞舱装置的安装结构产生很大的冲击，冲击可能会引起结构产生破坏，导致回收舱非正常着陆，危及星体本身以及星内设备、样品等的安全，为了减小开伞对卫星运行姿态的影响，开伞冲击方向应保持在卫星运行的轴线方向，因此如何设计回收舱的承力结构，既要满足复杂载荷条件，又能满足构型布局需要，是一个重要的设计问题。常用的方法是加强降落伞安装结构的强度和刚度，经过仿真分析计算或者通过进行弹抛试验验证结构设计的可靠性。存在以下问题：(1)加强安装结构的强度和刚度，必然会导致其结构重量的增加，占用空间的变大，对于某些质量和空间要求严苛的部位，则会大大的增加设计的难度；(2)通过弹抛试验验证时，需要模拟真实状态，增加了试验费用和材料加工等费用；(3)安装结构的加强仅仅用来满足弹抛冲击，而对于其它的力学状态时，则性能大大的富裕，造成了设计的浪费，不够优化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，该结构既能够承受再入的复杂载荷条件，满足设备安装的要求；又能够提高舱体的横向基频，还能够在满足刚度和强度的前提下，实现轻量化设计。本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，包括：头壳、稳定裙、裙底、仪器盘、过渡支架、支撑座、平台、伞舱装置及拉杆；所述头壳为由锥台和球缺对接组成的壳体，其中，球缺的底面与锥台的小端对接；所述稳定裙为锥台状壳体，在稳定裙的内圆周面沿其轴向加工有三条与稳定裙同轴的环形凸台，分别为稳定裙的上端框、中间隔框和底端框；所述裙底为倒置的球缺状壳体，球缺状壳体的顶部加工有同轴的圆形缺口；所述平台上加工有轴向通孔；所述伞舱装置用于在回收舱进入大气层后，打开降落伞对回收舱的舱体进行减速；伞舱装置的一端为安装端，另一端为出伞端，所述出伞端的端面加工为球面；所述球面与裙底的弧度相同；整体连接关系如下：头壳锥台的大端通过稳定裙的上端框与稳定裙的小端对接，裙底通过稳定裙的底端框与稳定裙的大端对接；头壳、稳定裙和裙底形成回收舱的外形结构；仪器盘位于头壳内，并通过沿圆周方向均匀分布的支撑腿固定在稳定裙的上端框上；仪器盘的底面同轴安装有过渡支架；平台通过沿圆周方向均匀分布的支腿与稳定裙的中间隔框连接，平台上表面固定有呈圆周均匀分布的支撑座；支撑座的顶部与过渡支架的底部法兰连接；伞舱装置的安装端穿过平台的轴向通孔后，其安装端的上法兰与支撑座的顶部及过渡支架的底部法兰连接，其中，所述上法兰位于支撑座的顶部和过渡支架的底部法兰的接触面之间；出伞端穿过稳定裙的底端框后通过呈圆周方向均匀分布的向上向外倾斜的拉杆与稳定裙的底端框连接；伞舱装置出伞端的球面与裙底的圆形缺口相配合，并将裙底的圆形缺口封闭。所述仪器盘4、过渡支架5、支撑座6、平台7、伞舱装置8、拉杆9及调整垫片10组成了“干”字形的中心传力结构。进一步的，还包括调整垫片，所述调整垫片安装在仪器盘与过渡支架的接触面之间。进一步的，所述支撑腿与上端框的对接处和支腿与中间隔框的接触处分别安装有隔热垫。进一步的，所述平台由两块半圆板对接组成。进一步的，所述仪器盘、过渡支架、支撑座、平台的材料均采用铸镁合金。有益效果：(1)本专利技术在回收舱的气动要求的外形结构内，通过合理分层次设计承力部件，将不同高度上的承力部件(即仪器盘和平台)，通过伞舱装置和过渡支架连接为一个整体，边缘通过稳定裙的环形凸台与回收舱的外形结构连接，使得局部载荷冲击能够有效的分散和传递到多个承力部件上，最终通过“干”字形的中心传力结构来减小部件的应力集中；并通过拉杆将伞舱装置和稳定裙的底端框连接，提高了整体的基频，增加了稳定性。(2)本专利技术的“干”字形的中心传力结构，一方面解决了大跨度结构纵向一阶频率低的问题，提高了整体刚度，另一方面有效分散了开伞冲击力的传递，降低了部件应力，也减轻了受冲击结构的设计强度，降低了设计重量，最大应力从206Mpa降低为115.7Mpa；(3)本专利技术的伞舱装置开伞时，冲击作用通过过渡支架和支撑座作用到仪器盘和平台上，进而将作用力分散到稳定裙的上端框和中间隔框，避免单个部件承受较大载荷；另一方面，“干”字形的中心传力结构大大提高了整个回收舱舱体的纵向一阶频率，从34Hz提高到63Hz。(4)本专利技术的伞舱装置通过拉杆连接到稳定裙的底端框，能够大大的提高整个回收舱舱体的横向基频，使横向基频从11Hz提高到23Hz。(5)本专利技术的仪器盘和平台与稳定裙的连接处均加装隔热垫，回收舱内的设备均分布在仪器盘和平台上，回收舱舱体再入时可以有效防止回收舱舱体外侧的气动热传递到回收舱内的设备，解决了返回段温度过高问题。(6)本专利技术的多个承力结构(即所述仪器盘、过渡支架、支撑座、平台)的材料均选用低密度、高强度、抗冲击性能较好的铸镁合金，实现承力结构的轻量化设计，重量仅为铝合金材料重量的2/3。(7)本专利技术通过调整调整垫片的厚度，并合理安排组装顺序，能够实现装配尺寸链的协调。附图说明图1为本专利技术的结构组成图。图2为本专利技术的回收舱的外形结构图。图3为本专利技术的“干”字形的中心传力结构图一。图4为本专利技术的“干”字形的中心传力结构图二。图5为本专利技术的调整垫片的安装示意图。图6为本专利技术的过渡支架、支撑座、平台及伞舱装置连接示意图。其中，1-头壳，2-稳定裙，3-裙底，4-仪器盘，5-过渡支架，6-支撑座，7-平台，8-伞舱装置，9-拉杆，10-调整垫片。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，参见附图1-6，包括：头壳1、稳定裙2、裙底3、仪器盘4、过渡支架5、支撑座6、平台7、伞舱装置8、拉杆9及调整垫片10；所述头壳1为由锥台和球缺对接组成的壳体，其中，球缺的底面与锥台的小端对接；所述稳定裙2为锥台状壳体，在稳定裙2的内圆周面沿其轴向加工有三条与稳定裙2同轴的环形凸台，分别为稳定裙2的上端框、中间隔框和底端框；所述上端框、中间隔框和底端框用于承力部件与稳定裙2的连接；所述裙底3为倒置的球缺状壳体，球缺状壳体的顶部加工有同轴的圆形缺口；所述平台7由两块半圆板对接组成，平台7上加工有轴向通孔；所述仪器盘4、过渡支架5、支撑座6、平台7的材料均采用铸镁合金，具有低密度、高强度的特点；所述伞舱装置8用于在回收舱进入大气层后，打开降落伞对回收舱的舱体进行减速；伞舱装置8的一端为安装端，另一端为出伞端，所述出伞端的端面加工为球面；所述球面与裙底3的弧度相同；整体连接关系如下：头壳1锥台的大端通过稳定裙2的上端框与稳定裙2的小端对接，裙底3通过稳定裙2的底端框与稳定裙2的大端对接；头壳1、稳定裙2和裙底3形成回收舱的外形结构；仪器盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，其特征在于，包括：头壳(1)、稳定裙(2)、裙底(3)、仪器盘(4)、过渡支架(5)、支撑座(6)、平台(7)、伞舱装置(8)及拉杆(9)；所述头壳(1)为由锥台和球缺对接组成的壳体，其中，球缺的底面与锥台的小端对接；所述稳定裙(2)为锥台状壳体，在稳定裙(2)的内圆周面沿其轴向加工有三条与稳定裙(2)同轴的环形凸台，分别为稳定裙(2)的上端框、中间隔框和底端框；所述裙底(3)为倒置的球缺状壳体，球缺状壳体的顶部加工有同轴的圆形缺口；所述平台(7)上加工有轴向通孔；所述伞舱装置(8)用于在回收舱进入大气层后，打开降落伞对回收舱的舱体进行减速；伞舱装置(8)的一端为安装端，另一端为出伞端，所述出伞端的端面加工为球面；所述球面与裙底(3)的弧度相同；整体连接关系如下：头壳(1)锥台的大端通过稳定裙(2)的上端框与稳定裙(2)的小端对接，裙底(3)通过稳定裙(2)的底端框与稳定裙(2)的大端对接；头壳(1)、稳定裙(2)和裙底(3)形成回收舱的外形结构；仪器盘(4)位于头壳(1)内，并通过沿圆周方向均匀分布的支撑腿固定在稳定裙(2)的上端框上；仪器盘(4)的底面同轴安装有过渡支架(5)；平台(7)通过沿圆周方向均匀分布的支腿与稳定裙(2)的中间隔框连接，平台(7)上表面固定有呈圆周均匀分布的支撑座(6)；支撑座(6)的顶部与过渡支架(5)的底部法兰连接；伞舱装置(8)的安装端穿过平台(7)的轴向通孔后，其安装端的上法兰与支撑座(6)的顶部及过渡支架(5)的底部法兰连接，其中，所述上法兰位于支撑座(6)的顶部和过渡支架(5)的底部法兰的接触面之间；出伞端穿过稳定裙(2)的底端框后通过呈圆周方向均匀分布的向上向外倾斜的拉杆(9)与稳定裙(2)的底端框连接；伞舱装置(8)出伞端的球面与裙底(3)的圆形缺口相配合，并将裙底(3)的圆形缺口封闭。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于弹道式再入回收舱的主承力结构，其特征在于，包括：头壳(1)、稳定裙(2)、裙底(3)、仪器盘(4)、过渡支架(5)、支撑座(6)、平台(7)、伞舱装置(8)及拉杆(9)；所述头壳(1)为由锥台和球缺对接组成的壳体，其中，球缺的底面与锥台的小端对接；所述稳定裙(2)为锥台状壳体，在稳定裙(2)的内圆周面沿其轴向加工有三条与稳定裙(2)同轴的环形凸台，分别为稳定裙(2)的上端框、中间隔框和底端框；所述裙底(3)为倒置的球缺状壳体，球缺状壳体的顶部加工有同轴的圆形缺口；所述平台(7)上加工有轴向通孔；所述伞舱装置(8)用于在回收舱进入大气层后，打开降落伞对回收舱的舱体进行减速；伞舱装置(8)的一端为安装端，另一端为出伞端，所述出伞端的端面加工为球面；所述球面与裙底(3)的弧度相同；整体连接关系如下：头壳(1)锥台的大端通过稳定裙(2)的上端框与稳定裙(2)的小端对接，裙底(3)通过稳定裙(2)的底端框与稳定裙(2)的大端对接；头壳(1)、稳定裙(2)和裙底(3)形成回收舱的外形结构；仪器盘(4)位于头壳(1)内，并通过沿圆周方向均匀分布的支撑腿固定在稳定裙(2)的上端框上；仪器盘(4)的底面同轴安装有过渡支架(5)；平台(7)通过沿圆周方向均匀分布的支腿与稳定裙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，赵二鑫，古青波，张新星，洪斌，王晓姝，赵会光，邱家稳，刘庆华，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11