CN114483377B - 一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于推力架泵前管路平衡补偿结构，为解决在泵前管与主管路间设置波纹管作为力分界面，波纹管盲板力会对试车推力测量产生影响，在复杂受力情况下负推力变化情况无法准确获得，造成推力测量准确度不够的问题，提供一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，包括第一直管路、弯头，以及设置在第一直管路外部的多根拉杆，第一直管路的一端设有封头，另一端用于与发动机入口连通，第一直管路上设有平衡波纹管段，弯头一端与第一直管路连通，另一端用于与推进剂供应主管路连通，弯头入口中心线与第一直管路之间呈90°夹角设置，多根拉杆均沿第一直管路的轴线方向设置，拉杆的一端与第一直管路靠近封头的端部相连，另一端与第一直管路相连。

Description

一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构
技术领域
本发明属于推力架泵前管路平衡补偿结构，具体涉及一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构。
背景技术
大推力液体火箭发动机推力架用于固定发动机、承载发动机推力，为推力测量以及推力校准提供平台，主要由定架、动架、转接架、平衡装置和限位装置等组成。
对于倾斜角度为45°的倾斜导杆式推力架，影响测量精度的主要因素除了推力架的设计、制造和安装质量以外，泵前管路的走向、力分界面的确定，以及动定架之间的约束等因素都会对推力测量的精度产生影响。试车过程中，发动机产生的推力由转接框传递给动架，再通过动架将推力传递给测力传感器，测力传感器的设置位置位于动架与定架的力分界面。由于泵前管与动架连接，发动机产生的推力一部分通过泵前管传递至推进剂主管路，会引起推力损失，因此，一般在泵前管与主管路间设置波纹管作为力分界面。在这种情况下，波纹管盲板力会对试车推力测量产生影响。同时，在试车时，波纹管在推力轴线方向受力情况复杂，在盲板力、波纹管变形产生的力、波纹管受压状态下刚度变化、波纹管网套力等力的作用下，其受力情况无法解耦，且复杂受力情况下负推力的变化情况无法准确获得，将会造成推力测量准确度不够。
发明内容
本发明为解决目前在泵前管与主管路间设置波纹管作为力分界面，波纹管盲板力会对试车推力测量产生影响，同时，波纹管受力情况无法解耦，复杂受力情况下负推力的变化情况无法准确获得，造成推力测量准确度不够的技术问题，提供一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，其特殊之处在于，包括第一直管路、弯头，以及设置在第一直管路外部的多根拉杆；
所述第一直管路用于与动架固定连接，第一直管路的一端设有封头，另一端用于与发动机入口连通；第一直管路的轴线方向与推力轴线方向平行设置；
所述第一直管路上设有平衡波纹管段；
所述弯头用于与定架固定连接，弯头一端与第一直管路连通，且平衡波纹管段位于该连通处与封头之间，弯头另一端用于与推进剂供应主管路连通；
所述弯头的弯头入口中心线与第一直管路之间呈90°夹角设置；
多根所述拉杆均沿第一直管路的轴线方向设置，拉杆的一端与第一直管路靠近封头的端部相连，另一端与第一直管路远离封头的一端相连。
进一步地，还包括设置在第一直管路上的两段工作波纹管段；
两段所述工作波纹管段均位于弯头与第一直管路连通处和外部的发动机入口之间。
进一步地，还包括第二直管路；
所述第二直管路连接于所述第一直管路和外部的发动机入口之间。
进一步地，所述拉杆设置有四根，其中两根分别位于所述弯头的两侧，另两根与弯头两侧的两根拉杆关于第一直管路的轴线对称设置；
所述封头上设置有高点放气孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，第一直管路在经推进剂供应主管路充压后，会对发动机入口产生一个向下的推力，通过增加封头和平衡波纹管段，会产生一个远离发动机入口方向的向上的推力，抵消由于充压产生的向下的推力。
2.本发明中的平衡波纹管段在充压状态下不会产生负推力，减小了试车推力测量中负推力修正的难度。
3.本发明中力分界面处平衡波纹管段受力情况简单，唯一会对推力测量产生影响的是因平衡波纹管段的轴向刚度而引起的推力误差，但由于平衡波纹管段受力情况不复杂，有助于推力测量精度的提高。
4.本发明中第一直管路上还设置有两端工作波纹管段，在第一直管路因某些原因出现收缩时，能够补偿位置偏差。
5.本发明中还包括第二直管路，能够在第一直管路和发动机入口管路对接时，补偿对接状态。
6.本发明力平衡补偿结构通过第一直管路、平衡波纹管段和弯头的组合，能够有效避免管道弯头处的盲板力，简化了动架整体受力，降低了管道固定支架的难度。
附图说明
图1为本发明倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构实施例的结构示意图(仅示出了两根拉杆)；
图2为本发明图1中第一直管路的受力示意图。
其中，1-第一直管路、2-弯头、3-平衡波纹管段、4-封头、5-工作波纹管段、6-第二直管路、7-拉杆、8-弯头入口、9-高点放气孔。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。
本发明提供了一种应用力平衡补偿器的泵前管路设计方法，有效减小了波纹管对推力测量精度的影响。由于波纹管内介质的压力会引起盲板力、波纹管自身的刚性和低温下刚性的变化等，还会对推力系统力传递系数产生影响。为保证发动机推力测量的精确性，泵前管路波纹管设置应最大限度消除动架和定架之间的约束力，减小波纹管对负推力的影响，同时，波纹管的受力情况也应可解耦。
如图1，本发明提供了一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，包括第一直管路1、弯头2，以及设置在第一直管路1外部的四根拉杆7。第一直管路1的一端设有封头4，另一端用于与发动机入口连通，封头4的顶端开设有高点放气孔9，用于与其他气路连通。第一直管路1上设有平衡波纹管段3，弯头2一端与第一直管路1连通，且平衡波纹管段3位于该连通处与封头4之间，弯头3另一端与推进剂供应主管路连通，弯头2与第一直管路1 之间呈90°夹角设置。泵前管路与推进剂供应主管路的力分界面采用第一直管路1配合弯头3的直角弯管式力平衡补偿结构，力分界面H设置在动架和定架分界面L处，弯头入口8处的管路轴线与推力轴线方向垂直，通过平衡波纹管段3能够补偿轴向位移和横向位移而不会对管道系统产生内压推力。
四根拉杆7均沿第一直管路1的轴线方向设置，拉杆7的一端与第一直管路1靠近封头4的端部相连，另一端与第一直管路1远离封头4的一端相连，其中两根拉杆分别位于弯头2与第一直管路1连接处的两侧，另两根与弯头2两侧的两根拉杆7关于第一直管路1的轴线对称设置。为了进行补偿，还在第一直管路1上设置了两段工作波纹管段5，两段工作波纹管段5均位于弯头2与第一直管路1连通处和外部的发动机入口之间，还在第一直管路1 和外部的发动机入口之间设置了第二直管路6，在第一直管路1和发动机入口管路对接时，能够对对接状态进行补偿。在向第一直管路1内冲压后，会给发动机入口处产生一个向下推力，设置平衡波纹管段3和封头4，能够产生一个向上的推力，抵消向下推力，工作波纹管段5和第二直管路6效果类似，能够补偿位置偏差，如果管路有收缩，可进行位置补偿。另外，冲压后，封头4受到向上的力，如果不设置平衡波纹管段3会被管路自身消除，平衡波纹管段3相当于一个柔性部件，将力传递给拉杆7，通过拉杆7传递到发动机入口处的硬连接处。
如图2所示，试车过程中，弯头2通过支撑座固定在定架上，可以通过支撑座与推力架定架间焊接的角铁进行固定，第一直管路1靠近发动机入口一端N处与推力架动架连接，通过动架上焊接的槽钢作为固定基座，再通过抱箍对第一直管路1靠近发动机入口一端进行定位支撑，充压时，对平衡波纹管段3、工作波纹管段5均产生向上的力Fb，通过平衡波纹管段3、弯头2 和封头4，产生一个与Fb平衡的向下的力Fb’，通过拉杆7，结合利用其自身的波纹管段，将泵前波纹管的内部盲板力抵消，从而消除波纹管内压对推力测量产生的影响。
另外，在此情况下，唯一会对推力测量产生影响的是因波纹管段的轴向刚度而引起的推力误差，但波纹管段受力情况不复杂，有助于推力测量精度的提高。
本发明的力平衡补偿结构，氧化剂及燃料泵前管路均位于动架中心平面上，与发动机入口管路同轴，方向为倾斜45°，弯头入口8与推进剂供应主管路连接，入口方向与推力轴线垂直。第二直管路6的作用为补偿发动机入口硬管的安装余量，发动机入口通过第二直管路6连接第一直管路1，该第二直管路6可根据发动机入口位置进行配置。
进行安装时，须确保平衡波纹管段3轴线方向、拉杆7轴线方向与推力轴线方向一致或平行，使用时，将拉杆7与第一直管路8连接处的螺母进行锁死，方可保证封头4处盲板力与泵前盲板力平衡。
以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，其特征在于：包括第一直管路(1)、弯头(2)，以及设置在第一直管路(1)外部的多根拉杆(7)；
所述第一直管路(1)用于与动架固定连接，第一直管路(1)的一端设有封头(4)，另一端用于与发动机入口连通；第一直管路(1)的轴线方向与推力轴线方向平行设置；
所述第一直管路(1)上设有平衡波纹管段(3)；
所述弯头(2)用于与定架固定连接，弯头(2)一端与第一直管路(1)连通，且平衡波纹管段(3)位于该连通处与封头(4)之间，弯头(3)另一端用于与推进剂供应主管路连通；
所述弯头(2)的弯头入口(8)中心线与第一直管路(1)之间呈90°夹角设置；
多根所述拉杆(7)均沿第一直管路(1)的轴线方向设置，拉杆(7)的一端与第一直管路(1)靠近封头(4)的端部相连，另一端与第一直管路(1)远离封头(4)的一端相连。
2.如权利要求1所述一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，其特征在于：还包括设置在第一直管路(1)上的两段工作波纹管段(5)；
两段所述工作波纹管段(5)均位于弯头(2)与第一直管路(1)连通处和外部的发动机入口之间。
3.如权利要求1或2所述一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，其特征在于：还包括第二直管路(6)；
所述第二直管路(6)连接于所述第一直管路(1)和外部的发动机入口之间。
4.如权利要求1或2所述一种倾斜导杆式推力架泵前管路力平衡补偿结构，其特征在于：
所述拉杆(7)设置有四根，其中两根分别位于所述弯头(2)的两侧，另两根与弯头(2)两侧的两根拉杆(7)关于第一直管路(1)的轴线对称设置；
所述封头(4)上设置有高点放气孔(9)。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102818671A (zh) * 2012-08-16 2012-12-12 北京航空航天大学 一种高精度的液体或气体火箭发动机推力台架
CN111810319A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 西安航天动力试验技术研究所 含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置
CN112610364A (zh) * 2020-12-29 2021-04-06 内蒙航天动力机械测试所 一种固体火箭发动机弹性弱约束试验架

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10352784B2 (en) * 2013-08-26 2019-07-16 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Method and apparatus for measuring thrust

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102818671A (zh) * 2012-08-16 2012-12-12 北京航空航天大学 一种高精度的液体或气体火箭发动机推力台架
CN111810319A (zh) * 2020-07-07 2020-10-23 西安航天动力试验技术研究所 含有气液分离排放系统的火箭发动机低频脉动抑制装置
CN112610364A (zh) * 2020-12-29 2021-04-06 内蒙航天动力机械测试所 一种固体火箭发动机弹性弱约束试验架

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