CN110274520B - 用于火箭发射的起竖装置及火箭发射辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于火箭发射的起竖装置及火箭发射辅助系统。起竖装置包括：起竖臂、设于所述起竖臂一侧的脐带杆和用于使所述脐带杆相对于所述起竖臂转动的动力缸。起竖臂的一端与所述脐带杆的一端通过转轴连接；所述动力缸的一端固定连接在所述脐带杆靠近所述转轴的部分，且另一端用于固定连接设置在所述起竖臂的另一侧的固定件。本发明的起竖装置及火箭发射辅助系统，通过使脐带杆同轴连接起竖臂，可以使起竖臂预先回平，且在火箭起飞瞬间，使脐带杆快速后倒，简化了起竖装置的结构，提高了脐带杆后倒的可靠性。

Description

用于火箭发射的起竖装置及火箭发射辅助系统

技术领域

本发明涉及火箭发射技术领域，尤其涉及一种用于火箭发射的起竖装置及火箭发射辅助系统。

背景技术

火箭在发射前，通常需要通过起竖装置从水平状态起竖到竖直状态。在火箭处于竖直状态时，可以通过例如起竖装置辅以一定的支撑力，以避免火箭在发射前发生侧翻。

在火箭点火前，为了防止火箭起飞过程与起竖装置发生触碰，起竖装置需要在火箭点火起飞前的瞬间让出火箭的飞行空间。通常情况下，起竖装置的质量和体积通常都很大，因此，驱动系统的设计难度较大、工作可靠性不高。

亟需设计一种可靠性高、响应迅速的起竖装置，从而避免在火箭起飞时发生干扰，确保火箭的顺利发射。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于火箭发射的起竖装置及火箭发射辅助系统。这种起竖装置实现了在火箭点火或点火前瞬间脐带杆的迅速移开，提高了火箭发射的可靠性。

本发明提供了一种用于火箭发射的起竖装置，包括：起竖臂、设于所述起竖臂一侧的脐带杆和用于使所述脐带杆相对于所述起竖臂转动的动力缸；在沿长度的第一方向上，所述起竖臂的一端与所述脐带杆的一端通过转轴连接；所述动力缸的一端固定连接在所述脐带杆靠近所述转轴的部分，且另一端用于固定连接设置在所述起竖臂的另一侧的固定件；所述动力缸具有收拢状态及伸长状态；所述动力缸在收拢过程中，所述脐带杆通过绕所述转轴转动而与所述起竖臂靠近；所述动力缸在伸长过程中，所述脐带杆通过绕所述转轴转动而与所述起竖臂分离；所述脐带杆在所述动力缸处于收拢状态时的外侧设有用以支撑待发射火箭的支撑结构；所述起竖臂用于通过起竖油缸带动所述脐带杆及待发射火箭完成从水平状态到竖直状态的起竖操作，且在待发射火箭与发射台对接后，所述起竖臂预先通过起竖油缸回平，从而在待发射火箭点火时或点火前的瞬间，所述脐带杆在所述动力缸收拢作用下快速向所述起竖臂旋转后倒，以避让出火箭起飞空间。

在一个实施例中，所述支撑结构包括沿其长度方向上间隔排列的上支撑、若干辅助支撑以及抱钳结构，其中所述抱钳结构固定设置在所述上支撑。

在一个实施例中，所述上支撑与所述辅助支撑通过液压、气压或机械方式均载，从而在待发射火箭设于所述脐带杆时调节与待发射火箭接触的各支撑位置的支撑力。

在一个实施例中，所述动力缸为气压油缸或液压油缸。

在一个实施例中，所述动力缸为串联或并联设置的多个液压油缸。

在一个实施例中，所述液压油缸的一端通过锁止结构固定在所述脐带杆上，且另一端用于安装到固定于发射场地面的耳板上。

在一个实施例中，所述起竖臂包括沿其长度方向的内凹结构，所述脐带杆匹配地设置在所述内凹结构内，且所述脐带杆一侧的所述支撑结构从所述起竖臂的该侧突出。

在一个实施例中，所述起竖臂与所述脐带杆同轴设置，所述起竖臂通过起竖油缸起竖。

在一个实施例中，所述脐带杆沿所述第一方向的一端包括并列设置的两个凸起部，所述两个凸起部分别设有同轴设置的两个第一转轴连接孔，所述起竖臂的对应端设有与所述第一转轴连接孔同轴的两个第二转轴连接孔，所述两个第二转轴连接孔位于所述两个第一转轴连接孔的外侧。

在一些实施例中，所述动力缸为液压缸；起竖装置还包括液压油源和蓄能器，所述液压油源和所述蓄能器用于为所述液压缸提供液压油，以使液压油缸拉动所述脐带杆后倒。

本发明的另一个方面提供了一种火箭发射辅助系统，其包括如上所述的起竖装置。

本发明实施例的起竖装置及火箭发射辅助系统，通过在起竖臂上分体式地设置脐带杆，可以在火箭点火起飞前使起竖臂预先回平，从而在火箭点火或点火前瞬间可以快速地、容易地将脐带杆移开，提高了火箭发射的可靠性。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明实施例的起竖装置起竖火箭的结构示意图。

图2为本发明实施例的起竖装置的结构示意图。

图3为本发明实施例的脐带杆的结构示意图。

图4为本发明实施例的动力缸与水平方向及竖直方向所呈角度的结构示意图。

图5为本发明实施例的起竖装置结构示意图。

图6a为本发明实施例的脐带杆的结构示意图。

图6b为本发明实施例的起竖臂及脐带杆连接方式示意图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

本发明提供了一种用于火箭发射的起竖装置。参见图1和图2，起竖装置包括：起竖臂1、设于起竖臂1一侧的脐带杆2和用于使脐带杆2相对于起竖臂1转动的动力缸3。在沿长度的第一方向S1上，起竖臂1的一端与脐带杆2的一端通过转轴11连接。动力缸3的一端31固定连接脐带杆2靠近转轴11的部分，且另一端用于固定连接设置在起竖臂1的另一侧的固定件(图1中示意了固定件设置在发射场的地面上)。

动力缸3具有收拢状态及伸长状态；动力缸3在收拢过程中，脐带杆2通过绕转轴11转动而与起竖臂1靠近。在动力缸3伸长过程中，脐带杆2通过绕转轴11转动而与起竖臂1分离。在动力缸3处于收拢状态下，脐带杆2的外侧(在脐带杆处于图1所示的竖起状态下，外侧为靠近待发射火箭4的一侧)设有用以支撑待发射火箭4的支撑结构21。

起竖臂1用于通过起竖油缸带动脐带杆2及待起竖火箭4完成从水平状态到竖直状态的起竖操作，且在火箭4与发射台5对接后，起竖臂1预先通过起竖油缸回平，从而在火箭4点火时或点火前的瞬间，脐带杆2在动力缸3收拢回缩作用下快速向起竖臂1旋转后倒，以避让出火箭4的发射空间。

本发明实施例的起竖装置，通过在起竖臂的端部可旋转的连接脐带杆，从而在起竖火箭时与起竖臂共同作用，并在火箭与发射台对接后，起竖臂可以预先回平，仅由脐带杆支撑必要管路，从而方便脐带杆在火箭起飞瞬间快速后倒，提高了火箭发射的可靠性。

参见图2和图3，在一个实施例中，支撑结构21包括沿其长度方向S1上间隔排列的上支撑22、若干辅助支撑23以及抱钳结构24，其中抱钳结构24固定设置在上支撑22。这些支撑结构21设置在脐带杆2接触火箭的一侧，且设有抱钳结构24的上支撑22设置在脐带杆2的远离转轴11的位置，从而火箭4处于竖直状态下，抱钳结构14用于辅助支撑火箭4的前端。其中，若干辅助支撑23可以为弧形托架结构，用以匹配火箭的外周。抱钳结构24设置于上支撑22，以增加与处于竖直状态火箭4外周的接触面积，避免火箭4发生倾倒或从弧形托架滑出的情况。

例如，设于脐带杆2一侧的各支撑结构的尺寸、质量可以从远离转轴11端向靠近转轴11端逐渐减小。在火箭4从水平状态起竖到竖直状态的过程中，脐带杆2在远离转轴11位置设置的弧形托架受到的力最大，而靠近转轴11侧的弧形托架受到的力较小，通过在脐带杆2设置不同尺寸、不同质量的弧形托架，可以在确保对火箭4可靠支撑的前提下，进一步减小脐带杆的重量，方便脐带杆的后倒操作。

另外，由于脐带杆2的后倒过程是通过围绕转轴11实现的，因此，脐带杆2后倒时，远离转轴11的弧形托架移动的距离最大，且弧形托架随着靠近转轴11，其实际位移逐渐减小。因此，通过减小靠近转轴11位置的弧形托架的尺寸，可以更好地确保这些弧形托架不会干扰火箭起飞，提高火箭发射的可靠性。

在该实施例中，例如，设于脐带杆2一侧的上支撑22与辅助支撑23可以通过液压、气压或机械方式均载，从而在待发射火箭4接触脐带杆2时调节各支撑位置的支撑力。即在火箭4置于脐带杆2的弧形托架以及火箭4随脐带杆2启动过程，各个弧形托架可以通过液压、气压或机械等方式均载系统，以调节各弧形托架的受力，有效避免单个支撑点受力过大，提高火箭起竖过程的安全性和可靠性。

在一个实施例中，动力缸3可以为气压油缸或液压油缸。在动力缸为液压油缸时，油缸的伸长和缩短通过液压油源向油缸内注入液压油实现。例如，当火箭4起竖完毕的起飞前，可以通过液压油源向液压油缸内打入大量液压油而使其快速缩短，并拉动处于竖直状态的脐带杆2快速回倒。同样，如果动力缸3为气压缸的时候，可以通过向动力缸3中打入或排出气体控制气压缸的伸长和缩短，实现气压缸对脐带杆2的相应动作。

在该实施例中，动力缸3可以为串联或并联设置的多个液压油缸。例如，液压油缸可以为两个串联在一起的独立油缸，也可以为3个或多个液压油缸。从而两个或多个油缸可以单独或同时动作，确保单点失效后，整个动力缸系统的功能不受影响。

在该实施例中，例如，液压油缸的一端可以固定在脐带杆2上，且另一端可以固定在设于起竖臂1或位于起竖臂1另一侧的固定件上。具体而言、液压油缸的一端可以通过锁止结构固定在脐带杆2上，且另一端用于安装到固定于发射场地面的耳板上。进一步地，液压油缸的一端可以固定连接脐带杆2靠近转轴11的部分，且另一端设置在地面的固定件上。此外，液压油缸的随动伸缩长度应确保可以满足起竖臂1的回平操作，避免起竖臂1在预先回平时(此时，液压油缸处于随动状态)，拉动脐带杆2后倒。

另外，当起竖臂1处于水平状态下，设置于发射场的固定件可以位于起竖臂1靠近转轴11部分的下方，从而液压油缸的另一端可以在穿过起竖臂1后固定连接至该固定件。

需要说明的是，如图4所示，在起竖臂1回平后，脐带杆2回倒前，伸长状态的液压油缸与脐带杆2(竖直方向)所成的夹角在22-35度的范围内，且与水平方向所成的夹角在45-75度的范围内。进一步地，上述角度可以分别在26-33度、57-66度的范围内。本发明的实施例通过调整液压油缸与竖直方向和水平方向所呈的角度，可以大幅降低对液压油缸的性能要求，改善液压油缸对脐带杆和起竖臂的受力作用，从而更好的实现液压油缸与起竖臂的随动动作及其对脐带杆的后倒操作。

如图5所示，在一个实施例中，起竖臂1具有沿其长度方向S1的内凹结构12。例如，内凹结构12可以位于起竖臂1沿其宽度方向S2的中部，以改善起竖臂1的力学性能，避免造成起竖臂1的结构强度不均匀。脐带杆2可以匹配地设置在内凹结构12内，且设于脐带杆2一侧的支撑结构21从起竖臂1的该侧突出。例如，内凹结构12沿宽度方向S2的尺寸可以略大于脐带杆2的宽度，以确保脐带杆2可以设置在内凹结构12的内部，且不会严重削弱起竖臂1的强度。另外，脐带杆2的一侧设置的支撑结构21可以从内凹结构12内突出，即脐带杆2的主体部的外侧大致与内凹结构12的外边沿齐平，脐带杆2上设置的支撑结构21大致从与起竖臂1齐平位置起向内凹结构12外侧突出，从而方便待发射火箭4在支撑结构21上的设置，同时避免起竖臂1的内凹结构12之外的两侧对待发射火箭4形成结构干扰。

继续参见图5，例如，脐带杆2的长度可以大于起竖臂1。在脐带杆2整体设置在起竖臂1的内凹结构12内时，脐带杆2在其与起竖臂1转轴11连接的端部(即图5中的左侧)大致齐平，且脐带杆2远离转轴11另一端(图5中的右侧)从起竖臂1的该端突出。例如，如图5所示，具有抱钳结构24的上支撑22可以设置在脐带杆2的突出起竖臂1的部分，从而改善对火箭4的支撑及起竖效果，提高火箭发射的可靠性。

在一个实施例中，起竖臂1与脐带杆2同轴设置，起竖臂1通过起竖油缸起竖。即起竖臂1的一端(图5中的左侧)与脐带杆2的一端(图5中的左侧)通过同一根转轴(未示意)连接，从而一方面起竖臂1可以带动脐带杆2沿起竖方向起竖火箭；另一方面，脐带杆2可以围绕同一转轴沿起竖方向相对于起竖臂1转动，实现与起竖臂1的分离。本发明的实施例的起竖装置，通过使起竖臂1与脐带杆2同轴设置，简化了起竖系统的结构，提高了起竖装置的可靠性。

在该实施例中，起竖臂1的起竖及回平动作可以由起竖油缸完成，例如，可以设置两个起竖油缸，从而使起竖过程中火箭的受力更加平稳。具体地，起竖油缸的一端可以连接起竖臂1，另一端可以连接在地面对应位置设置的耳板(未示意)。也即，起竖油缸用于起竖起竖臂1和脐带杆2，液压油缸用于使脐带杆2相对于起竖臂1沿起竖方向转动。

在该实施例中，例如，如图6a和图6b所示，脐带杆2沿第一方向S1的一端包括并列设置的两个凸起部25，两个凸起部25分别设有同轴设置的两个第一转轴连接孔26。起竖臂1的对应端设有与第一转轴连接孔26同轴的两个第二转轴连接孔13，且在起竖臂1与脐带杆2转轴连接后，两个第二转轴连接孔13位于两个第一转轴连接孔26的外侧。例如，地面发射场与两个凸起部25对应的位置分别固定设置耳片(未示意)，且每个耳片的两个单耳片用于配合其中一个凸起部25。

具体地，在脐带杆2固定于地面时，其每个凸起部25均由两个单耳片配合，凸起部25位于中间，且凸起部25的第一转轴连接孔26与两个耳片的连接孔同轴，从而起竖臂1和脐带杆2通过转轴11依次穿过位于外侧的一个第二转轴连接孔131、一个耳片的单耳孔、其中一个凸起部25的第一转轴连接孔26、该耳片孔的另一个单耳孔、另一个耳片的单耳孔、另一个凸起部25的第一转轴连接孔26、另一个耳片的另一个单耳孔及另一个第二转轴连接孔132后彼此固定。本发明的实施例通过在脐带杆的一端设置两个凸起部、以及在两个凸起部设置转轴连接孔，并与设于地面耳片的开孔及起竖臂的开孔同轴配合，从而以同一转轴将起竖臂、脐带杆与地面耳片连接，简化了起竖臂的起竖操作及脐带杆相对于起竖臂的转动操作，降低了起竖装置的成本。

在一些实施例中，动力缸3为液压缸。起竖装置还包括液压油源和蓄能器。液压油源和蓄能器用于为液压缸提供液压油，以使液压油缸拉动脐带杆2后倒。液压油源和蓄能器也可以同时用于为起竖油缸供应液压油，从而简化起竖装置的结构。

在一个实施例中，例如，脐带杆2在宽度方向的尺寸为起竖臂1的1/5-1/3。例如，脐带杆2的质量是起竖臂1质量的1/4-1/3。通过进一步设置脐带杆的尺寸和重量，可以在满足火箭起竖及对待发射火箭的辅助支撑作用的前提下，进一步改善脐带杆回倒的简易性及可靠性。

以上实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。

本发明的另一个方面提供了一种火箭发射辅助系统，其包括如上的起竖装置。本发明的火箭发射辅助系统，采用了本发明的起竖装置，因此也具有相应的技术效果。

以下对采用本发明一个实施例的起竖装置执行火箭发射的过程进行说明。

将起竖装置转运到发射场的指定位置，并与发射场的地面设施连接。例如，用于起竖起竖臂1的起竖油缸两端分别固定连接起竖臂1和固定于起竖臂1下方的发射场的耳片，起竖油缸可以为双缸。同样，液压油缸的一端通过锁止装置连接到脐带杆2靠近转轴部分，另一端连接起竖臂1下方的耳片。起竖臂1的一端及脐带杆2的对应端共轴连接，即以同一转轴将起竖臂1的一端及脐带杆2的一端与地面固定耳片固定连接。此时，起竖臂1水平地设置在发射场对应位置内，脐带杆2位于起竖臂1的内凹结构12内(连接起竖臂与脐带杆的液压油缸处于收缩状态)。

将待发射的火箭水平地设置在脐带杆2一侧的支撑结构21上，且待发射火箭4的前端远离起竖臂1与脐带杆2的转轴。例如，脐带杆2的一侧支撑结构21可以包括1个上支撑22、若干个辅助支撑23，以在待发射火箭放置到脐带杆2时，对火箭4的箭体进行支撑。脐带杆2的前端可以设置抱钳结构24，以抱紧箭体，防止箭体滑动。

通过起竖油缸的伸长将待发射火箭4从水平状态起竖到竖直状态。在起竖油缸伸长过程中，起竖臂1携带脐带杆2及设于脐带杆2的火箭4围绕转轴11转动，并到达竖直位置。另外，在起竖过程中，与脐带杆2连接的液压油缸随动伸长或缩短(液压油缸处于随动状态)。

在待发射火箭4处于竖直状态时，可以将火箭4与发射台5连接。

在起竖油缸带动起竖臂1、脐带杆2及待发射火箭运动到竖直状态后，通过向起竖油缸打入液压油使起竖油缸回缩，以带动起竖臂1回平。在起竖臂1回平的过程中，连接起竖臂1和脐带杆2的液压油缸随动伸长，脐带杆2与待发射火箭4处于竖直状态，避免液压油缸对脐带杆2施加朝向起竖臂1的牵拉力。

当火箭点火飞行信号给出后，液压油源和蓄能器可以同时为液压油缸提供大量液压油，从而液压油缸3快速缩短，拉动脐带杆2绕其回转轴快速后倒至8～15°，避开火箭起飞的漂移空间，确保不与起飞中的火箭4发生碰撞。

本发明实施例的起竖装置及火箭发射辅助系统，通过在起竖臂上分体式地设置脐带杆，可以在火箭点火起飞前使起竖臂预先回平，从而在火箭点火或点火前瞬间可以快速地、容易地将脐带杆移开，提高火箭发射的可靠性。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于火箭发射的起竖装置，其特征在于，包括：起竖臂、设于所述起竖臂一侧的脐带杆和用于使所述脐带杆相对于所述起竖臂转动的动力缸；

在沿长度的第一方向上，所述起竖臂的一端与所述脐带杆的一端通过转轴连接；所述动力缸的一端固定连接在所述脐带杆靠近所述转轴的部分，且另一端用于固定连接设置在所述起竖臂的另一侧的固定件；

所述动力缸具有收拢状态及伸长状态；所述动力缸在收拢过程中，所述脐带杆通过绕所述转轴转动而与所述起竖臂靠近；所述动力缸在伸长过程中，所述脐带杆通过绕所述转轴转动而与所述起竖臂分离；

所述脐带杆的外侧设有用以支撑待发射火箭的支撑结构；

所述起竖臂用于通过起竖油缸带动所述脐带杆及待发射火箭完成从水平状态到竖直状态的起竖操作，且在待发射火箭与发射台对接后，所述起竖臂预先通过起竖油缸回平，从而在待发射火箭点火时或点火前的瞬间，所述脐带杆在所述动力缸收拢作用下快速向所述起竖臂旋转后倒，以避让出火箭起飞空间。

2.根据权利要求1所述的起竖装置，其特征在于，所述支撑结构包括沿其长度方向上间隔排列的上支撑、若干辅助支撑以及抱钳结构，其中所述抱钳结构的弧形内侧与所述上支撑靠近所述脐带杆的弧形外侧固定，且所述抱钳结构用于周向地抱紧待发射火箭。

3.根据权利要求2所述的起竖装置，其特征在于，所述上支撑与所述辅助支撑通过液压、气压或机械方式均载，从而在待发射火箭设于所述脐带杆时调节与待发射火箭接触的各支撑位置的支撑力。

4.根据权利要求1所述的起竖装置，其特征在于，所述动力缸为气压油缸或液压油缸。

5.根据权利要求4所述的起竖装置，其特征在于，所述动力缸为串联或并联设置的多个液压油缸。

6.根据权利要求5所述的起竖装置，其特征在于，所述液压油缸的一端通过锁止结构固定在所述脐带杆上，且另一端用于安装到固定于发射场地面的耳板上。

7.根据权利要求1所述的起竖装置，其特征在于，所述起竖臂包括沿其长度方向的内凹结构，所述脐带杆匹配地设置在所述内凹结构内，且所述脐带杆一侧的所述支撑结构从所述起竖臂的该侧突出。

8.根据权利要求1所述的起竖装置，其特征在于，所述起竖臂与所述脐带杆通过所述转轴同轴设置，且所述起竖臂通过起竖油缸起竖。

9.根据权利要求8所述的起竖装置，其特征在于，所述脐带杆沿所述第一方向的一端包括并列设置的两个凸起部，所述两个凸起部分别包括同轴设置的两个第一转轴连接孔，所述起竖臂的对应端设有与所述第一转轴连接孔同轴的两个第二转轴连接孔，所述两个第二转轴连接孔位于所述两个第一转轴连接孔的外侧。

10.一种火箭发射辅助系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的起竖装置。

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