一种液体火箭加注软管支撑架的制作方法

1.本发明涉及火箭加注软管支撑架技术领域，具体涉及一种液体火箭加注软管支撑架。


背景技术：

2.液体火箭的推进剂包括一路燃料剂和一路氧化剂。液体火箭燃料剂有液态甲烷、液态氢、液态煤油等，氧化剂是液态氧。液体火箭发射前需要进行推进剂加注，这是一个十分复杂的过程，首先需要将地面管线与箭体连接，而后进行箭上气瓶、贮箱、管路等置换，而后进行液体推进剂加注，而后在发射前还需要补加一部分推进剂，并且为箭上气瓶、贮箱进行补压。加注过程所使用的管线包括两路低温液体管线以及用于置换、补压以及阀门动作的几十至上百路气体管线。为加大接口位置偏差包容性，加注供配气管线前端均采用软管。而这些软管及箭地接口装置都需要支撑。
3.液体火箭在加注过程中，伴随推挤剂的加注和蒸发加注口会下降或者上升，重型火箭的位移量能达到近百个毫米。而在全球研制热点垂直起降式回收型火箭中，米级飞行试验和公里级飞行试验均采用着陆腿发射。着陆腿是一种火箭回收落地的装置，具有自缓冲特点。在推进剂加注后，着陆腿的高度被压缩并向四周涨开，加注口的位移达几百个毫米。为减小加注口位移对连接产生的附加力，降低箭上结构破坏风险和推进剂泄露风险，地面管线的支撑需要随加注口的位置变化而随动。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中的火箭加注的地面管线的支撑无法随加注口的位置变化而随动，导致连接器与加注口之间容易产生附加力，增加了箭上结构破坏风险和推进剂泄露风险，从而提供一种液体火箭加注软管支撑架。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
5.一种液体火箭加注软管支撑架，至少包括：本体；随动结构，包括相连的连接部与工作部，所述工作部适于安装加注用的连接器；限位导向结构，设置在所述本体上，所述连接部通过所述限位导向结构可升降的设置在所述本体上；配重模块，一端与所述本体相连，另一端与所述工作部相连，适于提供所述工作部所需的支撑力。
6.进一步地，所述随动结构的工作部为弧形架，所述连接部为支座；所述支座与所述弧形架的底面相连，适于支撑所述弧形架；所述弧形架的开口背对所述本体设置。
7.进一步地，该液体火箭加注软管支撑架还包括支撑板、弹性件以及锁链；所述支撑板设置在所述弧形架朝向所述支座的一面；所述弹性件的一端与所述支撑板的板面相连，另一端适于与连接器相连，且所述弹性件在所述连接器与火箭的加注口相连时处于拉伸状态；所述锁链的一端与所述弧形架相连，另一端适于与连接器相连。
8.进一步地，该液体火箭加注软管支撑架还包括吊杆与限位块；所述限位块设置在所述弧形架背对所述支座的一面，所述吊杆可沿自身轴线方向运动的插置在所述限位块
中；所述锁链远离连接器的一端与所述吊杆相连。
9.进一步地，所述支撑板包括多个，多个所述支撑板在所述弧形架上间隔设置。
10.进一步地，所述限位导向结构包括导向杆、直线轴承以及托板；所述导向杆沿纵向设置在所述本体上，所述托板通过所述直线轴承可滑动的设置在所述导向杆上；所述支座远离所述弧形架的一端与所述托板相连。
11.进一步地，所述本体为桁架，所述桁架上具有相互平行间隔设置的第一板体与第二板体，其中，所述第一板体位于所述桁架的顶部，所述第二板体位于所述桁架的底部；所述导向杆设置在所述第一板体与所述第二板体之间。
12.进一步地，所述配重模块包括滑轮、砝码块、吊绳以及滑杆；所述滑轮设置在所述第一板体背对所述第二板体的一面；所述滑杆沿纵向设置在所述第二板体上；所述砝码块可滑动的套设在所述滑杆上；所述吊绳的一端与所述砝码块相连，另一端绕过所述滑轮并与所述托板相连。
13.进一步地，该液体火箭加注软管支撑架还包括吊索柱与吊索；所述吊索柱沿纵向设置在所述支座上，所述吊索的一端与所述吊索柱相连，另一端与所述弧形架相连。
14.本发明技术方案，具有如下优点：
15.本发明提供的液体火箭加注软管支撑架，设置有随动结构，连接器设置在随动结构的工作部上，随动结构的连接部与限位导向结构相连，连接部在限位导向结构的作用下可以在本体上做升降运动，使得安装在工作部上的连接器可以同步升降移动，最终使得连接器在无人值守条件下可以与加注口及时联动，减小加注口位移产生的附加应力。而且，在配重模块的作用下，可以对连接器提供一定的支撑力，避免加注时连接器大范围升降拖拽对加注口产生附加应力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架的整体结构示意图；
18.图2为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中限位导向结构处的示意图；
19.图3为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中吊索柱处的示意图；
20.图4为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中弧形架处的示意图。
21.1、本体；
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2、限位导向结构；
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3、配重模块；
22.4、随动结构；
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5、连接器；
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6、第一板体；
23.7、第二板体；
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8、导向杆；
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9、托板；
24.10、支座；
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11、弧形架；
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12、滑杆；
25.13、砝码块；
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14、吊索柱；
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15、吊索；
26.16、限位块；
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17、吊杆；
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18、锁链；
27.19、弹性件；
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20、支撑板；
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21、滑轮。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.图1为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架的整体结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种液体火箭加注软管支撑架，至少包括：本体1；随动结构4，包括相连的连接部与工作部，工作部适于安装加注用的连接器5；限位导向结构2，设置在本体1上，连接部通过限位导向结构2可升降的设置在本体1上；配重模块3，一端与本体1相连，另一端与工作部相连，适于提供工作部所需的支撑力。
33.具体的，本体1为桁架，该桁架包括两个支撑柱，支撑柱由相互拼接的杆件组成，两个支撑柱一左一右沿纵向平行间隔设置，桁架上具有相互平行间隔设置的第一板体6与第二板体7，其中，第一板体6位于桁架的顶部，第二板体7位于桁架的底部，两个支撑柱位于第一板体6与第二板体7之间。两个支撑柱、第一板体6以及第二板体7之间的区域用于安装限位导向结构2以及配重模块3。
34.其中，对于随动结构4而言，其包括工作部与连接部，例如，随动结构4的工作部为弧形架11，连接部为支座10；支座10与弧形架11的底面可以焊接连接，支座10对弧形架11起到支撑作用，同时还方便弧形架11与限位导向结构2连接。例如，弧形架11可以为双排方管结构，整个弧形架11呈弧形或者拱形或者扇形结构。其中，弧形架11的开口也即弧形架11的凹面背对本体1设置。
35.图4为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中弧形架处的示意图，如图4所示，例如，该液体火箭加注软管支撑架还包括支撑板20、弹性件19以及锁链18；支撑板20可以沿纵向焊接或螺接在弧形架11朝向支座10的一面；支撑板20的板面朝向可以根据需要设计。其中，弹性件19可以是螺旋弹簧，或者是橡胶绷带等能够对连接器5提供弹性拉力的配件。弹性件19的一端与支撑板20的板面固定连接，另一端可以与连接器5固定连接，且弹性件19在连接器5与火箭的加注口相连时处于拉伸状态；当加注完成后，连接器5与加注口脱离之后，弹性件19可以将连接器5向远离火箭的方向拖拽，以免对火箭起飞的过程造成干扰。
36.为了平衡连接器5、与连接器5相连的管道以及管道内的推进剂的重力，连接器5可以通过锁链18悬挂在弧形架11上。
37.为了在加注口实际状态与设计状态出现较大偏差条件下便于对连接器5的位置进行调整，从而提高连接器5位置的容差性。该液体火箭加注软管支撑架还包括吊杆17与限位块16；其中，限位块16包括两个，两个限位块16分别设置在弧形架11的两个方管结构上，且两个限位块16均位于弧形架11背对支座10的一面，吊杆17可沿自身轴线方向运动的插置在限位块16中；锁链18远离连接器5的一端与吊杆17相连。加注时，可以通过控制吊杆17的伸缩量，来调节连接器5与加注口之间的距离。并且，锁链18的长度也可以调节。例如，可以设计吊杆17的相对弧形架的位置与锁链18的长度，使得连接器5的高度以及与加注口之间的间距可以在300mm-500mm范围内调节。
38.本实施例提供的液体火箭加注软管支撑架，设置有随动结构4，连接器5设置在随动结构4的工作部上，随动结构4的连接部与限位导向结构2相连，连接部在限位导向结构2的作用下可以在本体1上做升降运动，使得安装在工作部上的连接器5可以同步升降移动。加注过程中，当加注口发生位移时，连接器5在无人值守条件下可以与加注口及时联动，减小加注口位移产生的附加应力。而且，在配重模块3的作用下，可以对连接器5提供一定的支撑力，避免加注时连接器5大范围下坠拖拽对加注口产生附加应力。
39.例如，在弧形架11上可以设置多个支撑板20，多个支撑板20在弧形架11上间隔设置。根据火箭上的加注口的位置不同，支撑板20的位置与加注口的位置对应设置，每个支撑板20上可以悬挂一个或者多个连接器5，加注完成后可以同时撤收全部连接器，避免多个撤收引起轨迹重合干涉，也可以节省撤收时间，提高撤收效率。
40.图2为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中限位导向结构处的示意图；如图2所示，其中，限位导向结构2包括导向杆8、直线轴承以及托板9；例如，导向杆8可以包括两个，两个导向杆8沿纵向设置在本体1上，托板9通过直线轴承可滑动的套设在导向杆8上；支座10远离弧形架11的一端与托板9焊接或者螺接。当托板9沿着导向杆8上下运动时，可以带动支座10以及支座10上的弧形架11同步升降。例如，直线轴承与导向杆8之间的摩擦系数可以控制在0.002以下，能有效减小随动升降动作的启动力，能实现加注口移动下连接器5及加注管道的自主轻松随动，并且能够抑制大风场对弧形架11的扰动。
41.其中，配重模块3包括滑轮21、砝码块13、吊绳以及滑杆12；例如，滑轮21可以设置四个，两两一组，同组的两个滑轮21共线设置，每个滑轮21均设置在第一板体6的顶面上。例如，滑杆12可以有两个，两个滑杆12均沿纵向设置在第二板体7上。例如，砝码块13为长条形结构，同时套设在两个滑杆12上，砝码块13的重量可以等于连接器5、与连接器5相连的管道、管道内的推进剂、弧形架11、托板9以及吊绳等运动结构的总重。例如，吊绳包括两个，两个吊绳的一端均与砝码块13相连。其中一个吊绳的另一端绕设在其中一组滑轮21上，吊绳转向后与其中一个托板9相连。剩下的一个吊绳的另一端绕设在另一组滑轮21上，吊绳转向后与另一个托板9相连。
42.图3为本发明实施例中的液体火箭加注软管支撑架中吊索柱处的示意图；如图3所示，与此同时，该液体火箭加注软管支撑架还包括吊索柱14与吊索15；例如，沿弧形架11的长度方向上可以间隔设置两个支座10，对应的设置两个吊索柱14，吊索柱14沿纵向设置在支座10上，吊索15的一端与吊索柱14相连，另一端与弧形架11相连，例如，每个吊索柱14均
通过十根吊索15与弧形架11相连。如此设置，使得整个弧形架11的承载大质量轻，有利于减小弧形架11随动启动力。
43.其中，弧形架11的轻质吊桥结构，质量轻，覆盖尺寸大，能够满足直径3350mm、角度102
°
范围内四个连接器5的集成安装，弧形架11总质量为50kg-100kg。
44.以上实施例中，用于输送推进剂的管道由软管与硬管交替连接而成，其中靠近连接器5的部分管道为软管。
45.其中，支座10远离弧形架11的一端与托板之间可以设置燕尾座，燕尾座上带有丝杠和锁紧钉，可以沿着燕尾方向推动使弧形架11转动以调节器位置，并且在弧形架11到位后锁紧。
46.其中，还可以在支撑板20上设置防止连接器5回弹的防回弹组件，包括绳锤、空心杆、绳子以及第三滑轮；支撑板20可以由三块板体拼接后整体呈l型结构，l型结构的水平部包括两个相互平行间隔设置的板体；l型结构的竖直部包括一块板体，且用于安装弹性件19。第三滑轮安装在支撑板20沿水平方向的两个板体之间，且位于远离沿纵向的板体的一端。空心杆沿纵向设置在支撑板20沿水平方向的两个板体之间，绳子的一端可以系在连接器5上，另一端经第三滑轮换向后穿过空心杆，绳锤系在绳子远离连接器5的一端。加注完成后，连接器5回撤，绳锤下落至出空心杆，即刻偏转掉头，卡在空心杆端面，此时连接器5无法回弹，避免了撞击箭体的风险。
47.综上，本技术中的液体火箭加注软管支撑架，能够简单可靠地实现无人值守条件下的连接器5自跟踪自随动支撑，实现连接器5与加注口的及时联动，减小加注口位移产生的附加应力，降低推进剂泄露或者接口破坏风险，不需要复杂的测量系统和控制系统，结构简单，成本低廉，可靠性好。
48.本技术中的液体火箭加注软管支撑架，弧形架11能够实现多路连接器5并列安装并且整体随动。
49.本技术中的液体火箭加注软管支撑架，采用轻质弧形架11和直线轴承限位，能够降低连接器5随动启动力，实现小位移条件下的轻松随动。
50.本技术中的液体火箭加注软管支撑架，弧形架11采用导向杆8限位，可以避免连接器5在大风条件下的扰动碰撞，减小了加注口风载附加应力。
51.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。