CN103057729A - 一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，用于推进系统氦气瓶的安装设计，适用于国内带有球形氦气瓶的航天器，比如：导航卫星、通信卫星、探月卫星等。该装置包括支撑底座、包带和锁紧螺钉螺母；所述的支撑底座包括底架和支架；呈十字形板将底架和支架固定连接，支架为带有内斜条的圆环；内斜条由圆环的顶端向下成圆弧状延伸至十字形板；十字形板为三个以上，均布在圆环上；氦气瓶坐落在十字形板与圆环形成的空腔内，且氦气瓶与空腔的形状相匹配。本发明的固定装置中氦气瓶安装比较独立，对其他设备安装精度影响小；对其他设备的影响小；氦气瓶安装无自由度，安装安全可靠。

Description

一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置

技术领域

本发明涉及一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，用于推进系统氦气瓶的的安装设计，适用于国内带有球形氦气瓶的航天器，比如：导航卫星、通信卫星、探月卫星等。

背景技术

在以往型号卫星中，球形氦气瓶一般通过支架安装在卫星推进舱隔板上，如图1所示。气瓶在受到压力及温度变化时，会产生收缩变形，这样势必会在安装轴上产生轴向的伸缩，所以气瓶应该在轴向有移动自由度。根据试验数据，-Y端球面与支架必须留有空间来满足气瓶膨胀的轴向伸缩。

氦气瓶采用两个支架的这种滑动安装形式，在氦气瓶充气后，氦气瓶会对其安装隔板产生挤压，从而影响隔板上设备的安装精度。另外，这种滑动安装形式，造成在两块隔板振动过程中表现为一种“拉刀”阻尼现象，会造成隔板设备响应异常。综上，为解决上述问题，就必须使氦气瓶与隔板之间在物理上保持相互独立，氦气瓶需要设计一种新的安装方式。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中气瓶产生收缩变形时会对隔板上设备安装精度的影响的问题，提出一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，该装置可以避免氦气瓶振动引起其他设备的响应异常以及减少氦气瓶充放气对其他设备的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，该装置包括支撑底座、包带和锁紧螺钉螺母；

所述的支撑底座包括底架和支架；呈十字形板将底架和支架固定连接，支架为带有内斜条的圆环；内斜条由圆环的顶端向下成圆弧状延伸至十字形板；十字形板为三个以上，均布在圆环上；氦气瓶坐落在十字形板与圆环形成的空腔内，且氦气瓶与空腔的形状相匹配；

所述的包带为两端带有连接孔的长带；

所述的锁紧螺钉螺母包括螺母、螺钉和调整垫片；

所述的氦气瓶坐落在支撑底座的空腔内，包带成呈十字形穿过支撑底座后将氦气瓶包扎紧；锁紧螺钉螺母通过包带上的连接孔将包带固定。

安装过程如下：

1)在地面将包带与支撑底座连接，测量包带十字交叉位置；

2)将包带进行铆接，安装在支撑底座上；

3)将氦气瓶安装在卫星推进舱西板上，螺钉测力点胶；

4)安装气瓶，调整气嘴高度，安装包带锁紧螺钉螺母；

5)对气瓶施加预紧力，包带锁紧螺钉螺母打保险。

有益效果

本发明的固定装置中氦气瓶安装比较独立，对其他设备安装精度影响小；对其他设备的影响小；氦气瓶安装无自由度，安装安全可靠。

附图说明

图1为现有技术中氦气瓶的安装示意图；

图2为本发明的氦气瓶安装示意图；

图3为本发明的氦气瓶支撑底座的结构示意图；

图4为本发明的包带的结构示意图；

图5为本发明的锁紧螺钉螺母的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，该装置包括支撑底座1、包带2和锁紧螺钉螺母3，如图2所示；

如图3所示，所述的支撑底座1包括底架5和支架6；呈十字形板7将底架5和支架6固定连接，支架6为带有内斜条8的圆环；内斜条8由圆环的顶端向下成圆弧状延伸至十字形板7；十字形板7为三个以上，均布在圆环上；氦气瓶4坐落在十字形板7与圆环形成的空腔内，且氦气瓶4与空腔的形状相匹配；

如图4所示，所述的包带2为两端带有连接孔9的长带；

如图5所示，所述的锁紧螺钉螺母3包括螺母10、螺钉11和调整垫片12；

所述的氦气瓶4坐落在支撑底座1的空腔内，包带2成呈十字形穿过支撑底座1后将氦气瓶4包扎紧；锁紧螺钉螺母3通过包带2上的连接孔9将包带2固定；

上述的支撑底座1由铝合金铸造成型；

上述的包带1的材料为TC4与1Cr18Ni9Ti；宽40mm，厚0.5mm；

所述的包带1的厚度还可以是0.8mm、1.0mm或1.2mm，根据不同试验状态选装；

所述的锁紧螺钉螺母3材料为1Cr18Ni9Ti；螺钉11长度为M8×70；为防止螺钉11过长与包带2发生干涉，在包带2锁紧过程中可加垫调整垫片12；

安装过程：1)在地面将包带2与支撑底座1连接，测量包带2十字交叉位置；

2)将包带2进行铆接，安装在支撑底座1上；

3)将氦气瓶4安装在卫星推进舱西板上，螺钉测力点胶；

4)安装气瓶，调整气嘴高度，安装包带锁紧螺钉螺母；

5)对气瓶施加预紧力，包带锁紧螺钉螺母打保险。

将上述安装后的氦气瓶应用到导航卫星上进行试验，然后测定氦气瓶包带的静力拉伸试验、气瓶包带安装状态下的管路取样焊接试验、气瓶包带安装组件装配试验、气瓶安装组件力学试验四个部分。

(1)包带静力拉伸试验

包带的材料均为1Cr18Ni9Ti，短包带长度为1000mm，宽度为40mm，厚度为0.5mm；长包带现场实测长度为1580mm，宽度为40mm，厚度为0.8mm。通过包带静力拉伸试验，得到长包带的最大使用拉力为6.9kN，短包带的最大使用拉力是4.3kN，包带两端连接部位的焊接强度满足使用要求，连接螺杆承载正常。

(2)气瓶包带安装状态下的管路取样焊接试验

试验过程中进行了管路取样、焊接，完成装配验证试验。焊接过程中没有出现任何技术问题，满足焊接要求。

(3)气瓶包带安装组件装配试验

气瓶安装组件装配验证试验过程中，装配操作正确，试验结果有效，在现有的操作空间内，采取包带压紧方式的气瓶支架组件具有可装配性。

(4)气瓶安装组件力学试验

振动试验主要考核气瓶包带组件能否满足组件级力学环境条件要求，气瓶包带组件力学环境试验主要进行了正弦扫描、随机振动试验；包带试件厚度分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm。

纵向正弦振动响应没有放大，结构有很好的传递特性；横向正弦振动时，谐振频率随量级的增加而降低，大量级前后的特性有所变化；随机振动都为支撑环上加速度响应最大，至气瓶则响应衰减很多；从应变应力响应看，纵向优于横向，随机优于正弦，整个组件来说，包带的应力裕度最小。

Claims (9)

1.一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：该装置包括支撑底座(1)、包带(2)和锁紧螺钉螺母(3)；

所述的支撑底座(1)包括底架(5)和支架(6)；呈十字形板(7)将底架(5)和支架(6)固定连接，支架(6)为带有内斜条(8)的圆环；内斜条(8)由圆环的顶端向下成圆弧状延伸至十字形板(7)；十字形板(7)为三个以上，均布在圆环上；氦气瓶(4)坐落在十字形板(7)与圆环形成的空腔内，且氦气瓶(4)与空腔的形状相匹配；

所述的包带(2)为两端带有连接孔(9)的长带；

所述的氦气瓶(4)坐落在支撑底座(1)的空腔内，包带(2)成呈十字形穿过支撑底座(1)后将氦气瓶(4)包扎紧；锁紧螺钉螺母(3)通过包带(2)上的连接孔(9)将包带(2)固定。

2.根据权利要求1所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：支撑底座(1)由铝合金铸造成型。

3.根据权利要求1所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：包带(2)的材料为TC4与1Cr18Ni9Ti；宽40mm。

4.根据权利要求3所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：包带(2)的厚度是0.5mm。

5.根据权利要求3所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：包带(2)的厚度是0.8mm。

6.根据权利要求3所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：包带(2)的厚度是1.0mm。

7.根据权利要求3所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：包带(2)的厚度是1.2mm。

8.根据权利要求1所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：所述的锁紧螺钉螺母(3)材料为1Cr18Ni9Ti。

9.根据权利要求1所述的一种航天器推进系统氦气瓶的固定装置，其特征在于：在包带(2)锁紧过程中加垫调整垫片。

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