一种液体火箭上面级贮箱防晃装置的设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液体火箭上面级贮箱防晃装置的设计方法。包括如下步骤：确定目标晃动阻尼值；初步估算阻尼大小；通过对防晃板宽度进行设计调整，得到相应的阻尼大小；通过流体仿真计算软件以VOF多相流进行晃动仿真分析，获取确切的晃动阻尼；通过仿真输出的晃动力数据选取最大晃动力，选取弹簧。其有益效果为：仅需一块防晃板便能在较宽的液位范围内提供较高且稳定的晃动阻尼，结构简单可靠，易于装配，减少了防晃装置的质量，增加了箭体承载能力，减小了焊缝，提高了上面级贮箱的安全性，上面级火箭发动机开始点火后，依然可提供晃动阻尼，设计更迅速，适应快速迭代需求，可移动的防晃板可根据需要进行调整，适应不同任务需求。适应不同任务需求。适应不同任务需求。

【技术实现步骤摘要】
一种液体火箭上面级贮箱防晃装置的设计方法


[0001]本专利技术涉及液体运载火箭贮箱防晃领域，特别涉及一种液体火箭上面级贮箱防晃装置的设计方法。

技术介绍

[0002]在大型液体运载火箭中，液体推进剂占据了全箭的大部分质量，火箭在飞行过程中因箭体振动、发动机推力变化、姿态调整等外部激励会引起的贮箱液体发生晃动。如果不对液体晃动采取一定的抑制措施，液体的晃动会影响火箭姿态，严重时甚至会造成发生任务的失败。为保证火箭在飞行过程中的稳定性，必须对液体的晃动采取抑制措施。目前采用抑制推进剂晃动的措施主要为在贮箱壁上焊接一定数量的防晃板，从而达到提高晃动阻尼的效果。
[0003]目前常用的防晃板设置有，半圆形防晃板、圆环形防晃板、竖式隔板等，虽然安装防晃板可以有效提高晃动阻尼，但是存在防晃板需要足够的数量才能达到稳定控制要求从而大大增加火箭的结构质量，在一定程度上降低了火箭的运载能力，尤其是在液体火箭上面级中，防晃板的结构质量对运载能力的影响尤为明显，然而火箭在一级飞行过程中，上面级贮箱也会由于外部激励的影响而产生晃动，虽然晃动质量不大，但是由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法，基于弹簧固定防晃板的防晃结构，其特征在于，包括如下步骤：确定目标晃动阻尼值；初步估算阻尼大小；通过对防晃板宽度进行设计调整，得到相应的阻尼大小；通过流体仿真计算软件以VOF多相流进行晃动仿真分析，获取确切的晃动阻尼；通过仿真输出的晃动力数据选取最大晃动力，选取弹簧。2.根据权利要求1所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃装置，其特征在于，晃动阻尼的大小可通过如下公式初步估算：其中，ζ为阻尼，W为环形防晃板的宽度，δ为晃动幅度，R为液面半径。3.根据权利要求1所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法，其特征在于，通过流体仿真计算软件以VOF多相流进行晃动仿真分析，获取确切的晃动阻尼的仿真中，上面级贮箱壁面假设为刚性壁面条件，仅考虑空气、液体两种流体，给液体域施加一个初始横向速度进行瞬态分析，获取晃动时作用于贮箱壁面的晃动力，通过如下公式计算：F＝F0e
‑
wζt cos(wt+θ)其中F为晃动力，ζ为阻尼，t为晃动时间，w为晃动频率，θ为相位角。4.根据权利要求3所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法，其特征在于，初始横向速度大小通过如下公式确定：初始横向速度大小通过如下公...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋心成，郑洪伟，刘重洋，田鹏宇，兰薇薇，刘访，孙康，刘力宇，黄陈哲，周前坤，崔敏亮，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：