CN114954823A - 火箭海上发射船舶升沉补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了火箭海上发射船舶升沉补偿装置，属于火箭海上发射技术领域，包括主船体、辅助船体和旋转驱动机构；所述辅助船体对称设置于所述主船体侧面；所述辅助船体通过旋转驱动机构与所述主船体连接；所述火箭海上发射船舶升沉补偿装置配置成利用所述旋转驱动机构调整所述辅助船体浸入海水中的深度来调节所述主船体的侧面受力，减小所述主船体的晃动幅度。本发明能够利用设置于主船体侧面的辅助船体浸入海水中的体积来改变主船体左右两侧的浮力，抵抗主船体左右两侧由于海浪变化造成的主船体的摇晃，实现火箭海上发射船舶的稳定，为火箭发射提供良好的发射环境。

Description

火箭海上发射船舶升沉补偿装置

技术领域

本发明涉及火箭海上发射技术领域，特别涉及火箭海上发射船舶升沉补偿装置。

背景技术

海上发射是利用我国充足的大型船舶、海上平台、港口资源和固体火箭成熟技术，构建海上发射系统的有效尝试，是我国继陆上发射场之后进入空间手段的重要补充，实现了灵活选择发射点和航落区，显著提高了运载能力，有效解决低倾角发射的能力问题，对打造高效、灵活、经济发射能力、促进小卫星规模化发展有极其重要意义。

海上发射为火箭运载能力提高提供了可行条件。一般情况下，海上发射平台可以在海上大范围移动，理想的发射地点是靠近赤道附近的低纬度区域。如果运载火箭在赤道附近发射，能够最大限度地利用地球自转速度，节省推进剂消耗量，从而提高火箭的运载能力。这意味着，同等起飞规模的运载火箭在赤道附近发射可以具有更高的运载能力，运载效率提升的同时也可以降低单位质量有效载荷发射成本。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：

火箭海上发射与陆上发射具明显区别，火箭海上发射时由于海浪的不确定性会导致发射船舶左右摇晃，影响火箭的发射。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供火箭海上发射船舶升沉补偿装置，能够减少船舶左右两侧由于海浪变化造成的摇晃，实现船舶的稳定，为火箭发射提供良好的发射环境。

火箭海上发射船舶升沉补偿装置，包括：

主船体；

辅助船体；所述辅助船体对称设置于所述主船体侧面；

旋转驱动机构；所述辅助船体通过旋转驱动机构与所述主船体连接；

所述火箭海上发射船舶升沉补偿装置配置成利用所述旋转驱动机构调整所述辅助船体浸入海水中的深度来调节所述主船体的侧面受力，减小所述主船体的晃动幅度。

优选的，所述旋转驱动机构包括：固定座、驱动转盘、执行转盘、传动连杆和连接臂；所述固定座与所述主船体固定连接；所述驱动转盘与所述主船体旋转连接；所述执行转盘与所述主船体旋转连接；所述驱动转盘与所述执行转盘的旋转中心位于同一直线上；所述执行转盘通过所述传动连杆与所述驱动转盘连接；所述传动连杆与所述驱动转盘和所述执行转盘旋转中心所在直线平行设置；所述连接臂一端与所述执行转盘铰接，所述连接臂另一端与所述辅助船体铰接，所述连接臂两端部之间位置与所述固定座铰接，所述连接臂配置为以其两端部之间与所述固定座铰接点为支点的杠杆结构；所述连接臂分为与所述辅助船体数量相同的多组；每组所述连接臂数量不少于2件；每组所述连接臂的位置与所述辅助船体位置相对应；同一所述执行转盘上包括分别设置于所述主船体不同侧的2组所述连接臂。

优选的，所述传动连杆包括设置于所述执行转盘旋转中心两侧的第一传动连杆和第二传动连杆。

优选的，所述旋转驱动机构还包括用于推动所述驱动转盘旋转的伸缩件；所述伸缩件一端与所述主船体铰接，所述伸缩件另一端与所述驱动转盘铰接。

优选的，所述旋转驱动机构还包括与所述驱动转盘铰接轴连接用于推动所述驱动转盘旋转的液压马达。

优选的，同一所述执行转盘上的第一组所述连接臂的铰接点和第二组所述连接臂的铰接点位于穿过所述执行转盘中心的直线上。

优选的，所述连接臂为能够伸缩的杆状结构。

优选的，还包括设置于所述主船体侧面用于检测海面高度的检测机构；所述检测机构包括固定杆、浮体和传感器；所述浮体与所述固定杆铰接；所述传感器设置于所述浮体与所述固定杆的铰接处。

优选的，所述辅助船体分为船头辅助船体组和船尾辅助船体组。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：

本发明能够利用设置于主船体侧面的辅助船体浸入海水中的体积来改变主船体左右两侧的浮力，抵抗主船体左右两侧由于海浪变化造成的主船体的摇晃，实现船舶的稳定，为火箭发射提供良好的发射环境。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1旋转驱动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例1检测机构的结构示意图；

图4为本发明实施例2旋转驱动机构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、主船体，2、辅助船体，3、旋转驱动机构，4、检测机构；

31、驱动转盘，32、固定座，33、执行转盘，34、第一传动连杆， 35、连接臂，36、第二传动连杆，37、伸缩件；

41、固定杆，42、传感器，43、浮体。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例1

如图1所示，火箭海上发射船舶升沉补偿装置包括：主船体1、辅助船体2旋转驱动机构3和检测机构4。辅助船体2通过旋转驱动机构3与主船体1连接，对称设置于主船体1侧面。辅助船体2分为船头辅助船体组和船尾辅助船体组。检测机构4设置于主船体1侧面，用于主船体1侧面的海面高度。火箭海上发射船舶升沉补偿装置配置成利用旋转驱动机构1调整辅助船体2浸入海水中的深度来调节主船体1的侧面受力，减小主船体1的晃动幅度。此外，辅助船体2设置有传感器，用于检测辅助船体2浸入海水的深度。

如图2所示并参考图1，旋转驱动机构3包括：驱动转盘31、固定座32、执行转盘33、第一传动连杆34和连接臂35。固定座32与主船体1固定连接。驱动转盘31和执行转盘33均与主船体1旋转连接，且两者的旋转轴心位于同一直线上。第一传动连杆34与驱动转盘31和执行转盘33旋转轴心构成的直线平行设置，且第一传动连杆 34与驱动转盘31和执行转盘33两者均铰接，使得执行转盘33通过第一传动连杆34与驱动转盘31连接，在第一传动连杆34的联动作用下，执行转盘33能够随驱动转盘31转动。连接臂35分为与辅助船体2数量相同的多组，每组中不少于2件连接臂35。连接臂35设置于与执行转盘33旋转平面平行的平面内。连接臂35一端与执行转盘31铰接，另一端与辅助船体2铰接，其两端部之间位置与固定座32铰接，使得连接臂35能够配置成以其两端部之间与固定座32铰接点为支点的杠杆结构。同一执行转盘33上的主船体1一侧连接臂 35的铰接点和另一侧连接臂35的铰接点位于穿过执行转盘33中心的直线上，使得一侧连接臂35与执行转盘33的铰接位置上升时，另一侧连接臂35铰接位置下降。在连接臂35与固定座32形成的缸杆作用下，同一时间内位于主船体1一侧的辅助船体2上升，而与其位置对应的另一辅助船体2下降。此外，旋转驱动机构3还包括与驱动转盘31铰接轴连接用于为驱动转盘31提供旋转动力的液压马达，同时液压马达依靠其自身的液压自锁特性能够将驱动转盘31进行锁定。在锁定状态下，主船体1两侧的连接臂35能够将辅助船体2控制在相应位置，依靠辅助船体2的浮力及重力作用控制主船体1的姿态。

如图3所示并参考图1，检测机构包括固定杆41、传感器42和杆状浮体43。固定杆41一端与主船体1侧面固定连接，其另一端伸出于主船体1侧面。浮体43与固定杆41铰接，其铰接位置的远端伸入主船体1侧面的海水中，使得随海平面的上升或下降，浮体43与固定杆41的夹角不断发生变化。传感器42优选为具有一定防水等级的角度传感器，设置于浮体43与固定杆41铰接处，用于检测浮体 43与固定杆41的夹角，并能够将相应的信号进行输出。固定杆41 具有足够长的长度使得其与浮体43连接处伸出于辅助船体2的外侧，便于在更早的时间对靠近主船体1的海浪进行检测，能够在第一时间进行辅助船体2的高度调整。

作为本发明的一个实施例，主船体1上具有与辅助船体2相适应的凹槽，该凹槽的位置与辅助船体2的位置相对应。连接臂35采用能够伸缩的杆状结构，用于控制辅助船体2与主船体1之间的距离。在船舶正常行驶状态下，连接臂35缩短，使辅助船体2置于主船体 1的凹槽中，减小航行的阻力。连接臂35优选为伸缩液压缸。在船舶处于火箭待发射状态下，连接臂35伸长，使辅助船体2突出于主船体1侧面一定距离，依靠旋转驱动机构的运动调整辅助船体2浸入海水中的深度，进而减小海浪中船舶左右摇晃程度，保持主船体1的姿态，提高火箭发射的稳定性。

实施例2

实施例2同实施例1。不同之处仅在于：

如图4所示并参考图1，旋转驱动机构3包括用于推动驱动转盘 31旋转的伸缩件37。伸缩件37一端与主船体1铰接，另一端与驱动转盘31铰接，使得在伸缩件37的伸缩作用下，驱动转盘31能够绕其铰接轴旋转，进而推动执行转盘33旋转。伸缩件37优选为伸缩液压缸。此外，火箭海上发射船舶升沉补偿装置还包括第二传动连杆 36。第二传动连杆36与第一传动连杆34平行设置，分布于执行转盘 33旋转中心的两侧。第二传动连杆36和第一传动连杆34能够平衡驱动转盘31及执行转盘33两侧的受力，增加机构强度，防止驱动转盘31及执行转盘33在过大的扭矩作用下发生损坏。

优选的，在连接臂35处于水平状态下，第一传动连杆34与驱动转盘31的铰接点处于与水平线成45度角的驱动转盘31位置上，相应的第二传动连杆36与驱动转盘31的铰接点也处于与水平线成45 度角的驱动转盘31位置上。此外，伸缩件37与驱动转盘31的铰接点处于与水平线成45度角的驱动转盘31位置上，且该铰接点与第一传动连杆34的铰接点沿经过驱动转盘31旋转中心的竖直线对称设置。此种设置能够使第一传动连杆34和第二传动连杆36具有较大的活动范围，且伸缩件37在伸缩时，不会与驱动转盘31发生卡死的情况，具有较好的结构性。

工作原理：船舶左右两侧海浪造成的海面升高或降低是造成船舶左右摇晃的主要原因，利用在主船体左右两侧设置辅助船体，依靠辅助船体进入海水中的体积改变浮力大小来提供辅助力，抵抗船舶左右两侧海面高度不同造成的船舶摇晃。

发明构思：火箭海上发射船舶升沉补偿装置利用驱动转盘的旋转带动执行转盘旋转进而带动具有杠杆结构连接的连接臂端部上升或下降，进而带动主船体两侧的辅助船体升降。将处于海面高度低侧的辅助船体降低，使其具有更多的浸入体积，增加浮力；同时处于海面高度高侧的辅助船体升高，其具有更少的浸入体积，减少浮力，其对主船体具有更多的向下作用力。在主船体左右两侧的辅助船体的共同作用下，抵抗主船体左右两侧海浪造成的主船体摇晃，实现升沉补偿，控制主船体的稳定。

火箭海上发射船舶升沉补偿装置设备的各部件之间紧密联系，构成完整的整体，能够实现升沉补偿，提高火箭海上发射船舶的稳定性，各部件之间不可单独割裂，相似功能单独部件的叠加并不能够解决本发明创造的相应技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在...... 之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在...... 上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，包括：

主船体；

辅助船体；所述辅助船体对称设置于所述主船体侧面；

旋转驱动机构；所述辅助船体通过旋转驱动机构与所述主船体连接；

所述火箭海上发射船舶升沉补偿装置配置成利用所述旋转驱动机构调整所述辅助船体浸入海水中的深度来调节所述主船体的侧面受力，减小所述主船体的晃动幅度。

2.如权利要求1所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括：固定座、驱动转盘、执行转盘、传动连杆和连接臂；所述固定座与所述主船体固定连接；所述驱动转盘与所述主船体旋转连接；所述执行转盘与所述主船体旋转连接；所述驱动转盘与所述执行转盘的旋转中心位于同一直线上；所述执行转盘通过所述传动连杆与所述驱动转盘连接；所述传动连杆与所述驱动转盘和所述执行转盘旋转中心所在直线平行设置；所述连接臂一端与所述执行转盘铰接，所述连接臂另一端与所述辅助船体铰接，所述连接臂两端部之间位置与所述固定座铰接，所述连接臂配置为以其两端部之间与所述固定座铰接点为支点的杠杆结构；所述连接臂分为与所述辅助船体数量相同的多组；每组所述连接臂数量不少于2件；每组所述连接臂的位置与所述辅助船体位置相对应；同一所述执行转盘上包括分别设置于所述主船体不同侧的2组所述连接臂。

3.如权利要求2所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述传动连杆包括设置于所述执行转盘旋转中心两侧的第一传动连杆和第二传动连杆。

4.如权利要求2所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述旋转驱动机构还包括用于推动所述驱动转盘旋转的伸缩件；所述伸缩件一端与所述主船体铰接，所述伸缩件另一端与所述驱动转盘铰接。

5.如权利要求2所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述旋转驱动机构还包括与所述驱动转盘铰接轴连接用于推动所述驱动转盘旋转的液压马达。

6.如权利要求2所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，同一所述执行转盘上的第一组所述连接臂的铰接点和第二组所述连接臂的铰接点位于穿过所述执行转盘中心的直线上。

7.如权利要求2-6任意一项所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述连接臂为能够伸缩的杆状结构。

8.如权利要求1所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，还包括设置于所述主船体侧面用于检测海面高度的检测机构；所述检测机构包括固定杆、浮体和传感器；所述浮体与所述固定杆铰接；所述传感器设置于所述浮体与所述固定杆的铰接处。

9.如权利要求1所述的火箭海上发射船舶升沉补偿装置，其特征在于，所述辅助船体分为船头辅助船体组和船尾辅助船体组。

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