CN103867341A - 一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 - Google Patents
一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103867341A CN103867341A CN201210539746.0A CN201210539746A CN103867341A CN 103867341 A CN103867341 A CN 103867341A CN 201210539746 A CN201210539746 A CN 201210539746A CN 103867341 A CN103867341 A CN 103867341A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fixed body
- nozzle
- journal stirrup
- socket
- movable body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明提供一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，包括：喷管固定体、周向上位于所述喷管固定体内侧的喷管活动体、位于所述喷管活动体靠近喷管固定体一端的活动体支耳、套接在所述喷管固定体外侧的固定体支架、所述固定体支架上具有固定体支耳、一端固定于所述固定体支耳，另一端固定于所述活动体支耳的抗扭弹簧。本发明的球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置结构简单、重量轻、工作可靠、摆动喷管附加力矩小等特点；并保证了球窝摆动喷管在安装、存放、转运过程中的结构稳定可靠，在提高了球窝摆动喷管性能的同时，由于采用的是金属抗扭结构，其温度使用范围较橡胶抗扭结构有更大实用性，还提高了球窝摆动喷管的工艺可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种小型固体火箭发动机用球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置。
背景技术
摆动喷管技术一直以来都是固体火箭发动机推力矢量技术的主要方式，摆动喷管通过控制喷管绕喷管摆心摆动使发动机推力方向产生偏转，满足飞行器空间大机动过程，小型固体火箭发动机球窝喷管以其推力控制灵活、结构稳定性好、质量一致性好等优点在航天技术领域得到广泛应用；球窝摆动喷管通过喷管可动部分与固定部分的球面结构配合，通过对可动部分的方位控制实现喷管推力方向控制；球窝摆动喷管由于采用的是球面结构，由于其结构特点，本身不具备绕喷管轴线的抗扭能力，其抗扭技术一直是球窝摆动喷管关键技术，抗扭结构是保证球窝摆动喷管稳定可靠工作的关键装置。抗扭装置就是在球窝摆动喷管的可动结构和固定结构之间安装的一种防止球窝摆动喷管绕喷管轴线扭转的结构，使球窝摆动喷管在存放和工作过程中保证喷管的结构一致性和工作可靠性。
目前在航空航天领域广泛使用的抗扭装置主要是夹布橡胶和波纹管等结构。此两中抗扭结构各有优缺点。夹布橡胶抗扭装置结构简单、质量轻，但抗扭变形有限制不太适合应用于摆角比较大的发动机、且橡胶材料高低温性能差异比较大不太适合应用于工作温度范围比较大的发动机中；波纹管通常采用橡胶和金属材料，具有抗扭、摆动性能都比较好、结构质量比较轻等优点，缺点是采用波纹管结构，安装结构及工艺过程有限制，橡胶材料同样存在使用温度范围的不足，而金属波纹管在摆动疲劳试验中性能一致性比较差。
发明内容
本发明的目的是为实现小型固体火箭发动机的推力矢量控制，解决小型固体火箭发动机球窝摆动喷管抗扭问题，使球窝摆动喷管抗扭装置性能稳定可靠、实现宽温度范围使用、附加伺服力矩小及轻质。
为了达到上述发明目的，本发明提供一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，包括：喷管活动体、周向上位于所述喷管活动体内侧的喷管固定体、位于所述喷管活动体靠近喷管固定体一端的活动体支耳、套接在所述喷管固定体外侧的固定体支架、所述固定体支架上具有固定体支耳、一端固定于所述固定体支耳，另一端固定于所述活动体支耳的抗扭弹簧。
进一步，所述活动体支耳数量4只、固定体支耳数量4只，相邻活动体支耳的夹角为90度，相邻固定体支耳的夹角为90度，抗扭弹簧数量8只。
进一步，所述的喷管活动体在周向上位于喷管固定体内侧。
进一步，所述的活动体支耳按方向位于固定体支耳上游。
进一步，所述的活动体支耳在周向方位角与固定体支耳错位45°角。
进一步，所述的每个活动体支耳与对应相邻错位45°角的固定体支耳各连接1只抗扭弹簧，共使用抗扭弹簧数量8只。
进一步，所述的抗扭弹簧在喷管不摆动的状态下弹簧有一定的预紧力，通过抗扭弹簧的弹力实现球窝摆动喷管在周向上的抗扭，在伺服系统驱动喷管活动体摆动时，通过抗扭弹簧的拉伸和压缩来保证球窝摆动喷管的正常摆动同时进一步加强抗扭弹簧在周向上的抗扭功能。
本发明提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管的空间矢量抗扭装置利用三维空间矢量力复合原理，结合球窝摆动喷管结构特点，通过在球窝摆动喷管的喷管活动体和喷管固定体之间安装空间矢量力机构，结构简单，质量轻，安装操作方便，既可实现球窝摆动喷管的绕轴线的抗扭，又可实现球窝摆动喷管总装的轴向密封预紧，保证了喷管在安装、存放、转运过程中的稳定可靠。
本发明的的优点包括：不仅具有结构简单、重量轻、工作可靠、摆动喷管附加力矩小等特点；还解决了球窝摆动喷管轴向密封预紧的问题、保证了球窝摆动喷管在安装、存放、转运过程中的结构稳定可靠，在提高了球窝摆动喷管性能的同时，由于采用的是金属抗扭结构，其温度使用范围较橡胶抗扭结构有更大实用性，还提高了球窝摆动喷管的工艺可靠性。
附图说明
图 1是本发明提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置的俯视图；
图2是本发明提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置的侧视图；
图3是本发明提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置的立体示意图。
具体实施方式
请结合参考图1至图3，本发明所提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置主要包括有：喷管活动体1、周向上位于所述喷管活动体1内侧的喷管固定体2、位于所述喷管活动体1靠近喷管固定体2一端的活动体支耳3、套接在所述喷管固定体2外侧的固定体支架7、所述固定体支架7上具有固定体支耳4、一端固定于所述固定体支耳4，另一端固定于所述活动体支耳3的抗扭弹簧4。
其中，活动体支耳3数量4只、固定体支耳4数量4只，抗扭弹簧5数量8只，其余均为1只；喷管活动体1在周向上位于喷管固定体2内侧；活动体支耳3按方向6位于固定体支耳4上游；活动体支耳3在周向上位于固定体支耳4内侧；活动体支耳3在周向方位角与固定体支耳4错位45°角；每个活动体支耳3与对应相邻错位45°角的固定体支耳4各连接1只抗扭弹簧5，共使用抗扭弹簧5数量8只；抗扭弹簧在喷管不摆动的状态下弹簧有一定的预紧力；通过抗扭弹簧5的弹力实现球窝摆动喷管在周向上的抗扭，在伺服系统驱动喷管活动体1摆动时，通过抗扭弹簧5的拉伸和压缩来保证球窝摆动喷管的正常摆动同时进一步加强抗扭弹簧5在周向上的抗扭功能。本发明所提供的装置的材料为金属。
本发明实施例提供的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置达到的技术指标如下：
a. 支耳、支架和抗扭弹簧结构质量：≤300g；
b. 抗扭弹簧预紧力：400N；
c. 抗扭刚度：4000N.m/rad；
d. 轴向预紧力：800N；
e. 附加摆动力矩：≤10N.m。
Claims (7)
1.一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于，包括：喷管固定体（2）、周向上位于所述喷管固定体（1）内侧的喷管活动体（2）、位于所述喷管活动体（1）靠近喷管固定体（2）一端的活动体支耳（3）、套接在所述喷管固定体（2）外侧的固定体支架（7）、所述固定体支架上具有固定体支耳（4）、一端固定于所述固定体支耳（4），另一端固定于所述活动体支耳（3）的抗扭弹簧（5）。
2.依据权利要求1所述的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于，所述活动体支耳（3）数量4只、固定体支耳（4）数量4只，相邻活动体支耳（3）的夹角为90度，相邻固定体支耳（4）的夹角为90度，抗扭弹簧（5）数量8只。
3.依据权利要求1所述的小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于，所述的喷管活动体（1）在周向上位于喷管固定体（2）内侧。
4.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于：所述的活动体支耳（3）按方向（6）位于固定体支耳（4）上游。
5.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于：所述的活动体支耳（3）在周向方位角与固定体支耳（4）错位45°角。
6.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于：所述的每个活动体支耳（3）与对应相邻错位45°角的固定体支耳（4）各连接1只抗扭弹簧（5），共使用抗扭弹簧（5）数量8只。
7.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置，其特征在于：所述的抗扭弹簧在喷管不摆动的状态下弹簧有一定的预紧力，通过抗扭弹簧（5）的弹力实现球窝摆动喷管在周向上的抗扭，在伺服系统驱动喷管活动体（1）摆动时，通过抗扭弹簧（5）的拉伸和压缩来保证球窝摆动喷管的正常摆动同时进一步加强抗扭弹簧（5）在周向上的抗扭功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210539746.0A CN103867341B (zh) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210539746.0A CN103867341B (zh) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103867341A true CN103867341A (zh) | 2014-06-18 |
| CN103867341B CN103867341B (zh) | 2016-07-13 |
Family
ID=50906256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210539746.0A Active CN103867341B (zh) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103867341B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105003359A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 西北工业大学 | 一种基于智能复合材料的可变形摆动喷管 |
| CN105736183A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-07-06 | 上海新力动力设备研究所 | 一种基于聚四氟乙烯材料的自润滑自密封球窝结构 |
| CN109725659A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种面向伺服系统负载匹配的球窝喷管负载特性辨识方法 |
| CN112431689A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种含超音速分离线摆动喷管的固体火箭发动机 |
| CN113847166A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-28 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种运载火箭发动机仿生智能结构伺服系统 |
| CN114658568A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-24 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 具有防扭的球窝喷管 |
| CN115075986A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 陕西空天动力研究院有限公司 | 一种基于悬浮球窝喷管的喷气推进装置及其工作方法 |
| CN115822819A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-21 | 陕西凌空科技有限公司 | 球窝喷管及喷气推进装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3912172A (en) * | 1971-05-07 | 1975-10-14 | Thiokol Corp | Self actuated pressure lubricated swivelled nozzle for rocket motors |
| GB2036669A (en) * | 1978-12-07 | 1980-07-02 | Bayern Chemie Gmbh Flugchemie | Thrust vectoring nozzle |
| JPH1113542A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Masahiro Takano | ロケットの可動ノズル |
| US20060236676A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-10-26 | Snecma | Swivelling exhaust nozzle for an aircraft engine |
| RU2440506C1 (ru) * | 2010-07-29 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Сопло ракетного двигателя твердого топлива |
-
2012
- 2012-12-14 CN CN201210539746.0A patent/CN103867341B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3912172A (en) * | 1971-05-07 | 1975-10-14 | Thiokol Corp | Self actuated pressure lubricated swivelled nozzle for rocket motors |
| GB2036669A (en) * | 1978-12-07 | 1980-07-02 | Bayern Chemie Gmbh Flugchemie | Thrust vectoring nozzle |
| JPH1113542A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Masahiro Takano | ロケットの可動ノズル |
| US20060236676A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-10-26 | Snecma | Swivelling exhaust nozzle for an aircraft engine |
| RU2440506C1 (ru) * | 2010-07-29 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Сопло ракетного двигателя твердого топлива |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105736183A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-07-06 | 上海新力动力设备研究所 | 一种基于聚四氟乙烯材料的自润滑自密封球窝结构 |
| CN105003359A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 西北工业大学 | 一种基于智能复合材料的可变形摆动喷管 |
| CN109725659A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种面向伺服系统负载匹配的球窝喷管负载特性辨识方法 |
| CN112431689A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种含超音速分离线摆动喷管的固体火箭发动机 |
| CN113847166A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-28 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种运载火箭发动机仿生智能结构伺服系统 |
| CN113847166B (zh) * | 2021-08-27 | 2022-12-27 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种运载火箭发动机仿生智能结构伺服系统 |
| CN114658568A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-24 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 具有防扭的球窝喷管 |
| CN114658568B (zh) * | 2022-04-19 | 2024-03-29 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 具有防扭的球窝喷管 |
| CN115075986A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 陕西空天动力研究院有限公司 | 一种基于悬浮球窝喷管的喷气推进装置及其工作方法 |
| CN115075986B (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-22 | 陕西空天动力研究院有限公司 | 一种基于悬浮球窝喷管的喷气推进装置及其工作方法 |
| CN115822819A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-21 | 陕西凌空科技有限公司 | 球窝喷管及喷气推进装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103867341B (zh) | 2016-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103867341A (zh) | 一种小型固体火箭发动机球窝摆动喷管空间矢量抗扭装置 | |
| EP2082145A2 (en) | A joint for industrial robots | |
| CN102124284A (zh) | 定日镜接头 | |
| JP6595539B2 (ja) | ロボットおよびパラレルリンクロボット | |
| CN101791798B (zh) | 一组两自由度转动解耦并联机器人机构 | |
| CN102762450B (zh) | 调节装置中用于将可调襟翼连接至主翼的调节机构及调节装置 | |
| CN102528817A (zh) | 一种三自由度并联机械手腕 | |
| CA2484262A1 (en) | A rocket engine nozzle that is steerable by means of a moving diverging portion on a cardan mount | |
| US8025576B2 (en) | Precision ball joint | |
| US9902496B2 (en) | Multi-directional elastomeric dampened ball joint assembly | |
| US8413569B1 (en) | Parallel actuator gun mount | |
| US20120234982A1 (en) | Retractable Plane Structure, and Satellite Comprising Such a Structure | |
| CN102339090B (zh) | 电子装置 | |
| US7264289B2 (en) | Articulated robotic serial mechanism and method | |
| CN102147046B (zh) | 一种转动解耦的两自由度并联机构 | |
| CA3160733A1 (en) | Multipart pipe joint | |
| CN102336273A (zh) | 一种滚转式万向接头运动机构 | |
| CN107127737B (zh) | 一种少关节两转动自由度并联机构 | |
| US11652269B2 (en) | Articulated mechanism and articulated aiming system comprising the mechanism | |
| EP3405661B1 (en) | Kinematic compliant linkage for turbocharger | |
| US10272529B2 (en) | Connection system, connection arrangement and method | |
| Nguyen et al. | Gravity Compensation of Delta Parallel Robot Using a Gear-Spring Mechanism | |
| US11649071B2 (en) | Thrust vector control mechanism | |
| CN114955021B (zh) | 一种仿章鱼触手空间抓捕机构 | |
| CN209112460U (zh) | 摄像头挂载装置及无人机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |