CN204574963U - 一种飞行器的插接连接锥柱组合舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种飞行器的插接连接锥柱组合舱，包括锥舱段和柱舱段，锥舱段的后端框上设有插接环，插接环上设有多个第一螺栓孔，每个第一螺栓孔的内侧铆接有游动托板螺母。柱舱段的插接前端框上设有第二螺栓孔。插接环的外环面以及插接前端框的内环面均为1.25°半锥角的倒锥面，插接环插入插接前端框内，二者通过对接螺栓穿过柱舱段前端框的第二螺栓孔和锥舱段插接环的第一螺栓孔以及游动托板螺母连接在一起。采用本实用新型的插接连接结构形式，既能满足在外部对锥舱段与柱舱段进行装配操作的便利性，又没有连接结构的突起，能提供飞行器飞行过程中良好的气动环境，减小飞行器的气动阻力。

Description

一种飞行器的插接连接锥柱组合舱

技术领域

本实用新型属于飞行器机械结构领域，适用于飞行器(尤其是运载火箭)中插接式连接的锥柱组合舱。

背景技术

在航天领域，飞行器(尤其是运载火箭)的锥柱组合舱段结构设计需要考虑两个重要的因素，一是要考虑舱段对接装配时的操作便捷性，二是飞行器的组合舱段连接结构应不对飞行器的气动外形起到影响，向外突起应尽可能小，减小飞行器的气动阻力。

以运载火箭为例，以往的运载火箭组合舱段连接结构多采用外翻框连接和内翻框连接两种形式。对于外翻框连接形式，螺栓和外翻框裸露在外，容易影响运载火箭的气动外形，增加飞行阻力，但使用内翻框连接形式，虽然避免了影响气动外形问题，但连接对接螺栓时需要人进入舱体内进行操作，要在舱段上开大舱口，也缺乏操作便捷性。尤其对于运载火箭有特殊要求的连接部位，如靠近运载火箭前端的锥舱段与柱舱段的连接界面，飞行时气流冲刷较大，不宜使用外翻框结构，但如何解决装配操作便捷性成为难题。因此急需提供一种新型运载火箭锥柱组合舱，既能不需进入部段舱体内进行连接装配操作，又能提供运载火箭良好的气动外形。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种装配操作便捷，同时又不改变飞行器气动外形且不增加飞行阻力的插接连接锥柱组合舱。

本实用新型采用的技术方案包括：

一种飞行器的插接连接锥柱组合舱，包括锥舱段和柱舱段，锥舱段的待与所述柱舱段连接的后端框上设置有插接环和内环形凸缘，其中，插接环自所述后端框的对接平面沿锥舱段的轴向向下延伸，并且插接环的外径小于对接底面的外径，插接环上设置有上下两排交错排列的第一螺栓孔，每个第一螺栓孔的内侧铆接有游动托板螺母；所述内环形凸缘自所述后端框的内表面径向向内延伸而形成；所述柱舱段的待与所述锥舱段连接的插接前端框上设置有第二螺栓孔，并且所述第二螺栓孔的数量和位置与所述插接环上的第一螺栓孔的数量和位置相对应；所述插接环的外环面以及所述插接前端框的内环面均为1.25°半锥角的倒锥面，并且所述插接环的外环面的角度公差为[0°，-0.5°]，所述插接前端框的角度公差为[0.5°，0°]；当安装到位后，所述插接环插在所述插接前端框内，所述插接环的外环面与所述插接前端框的内环面接触，所述插接前端框的端面与所述后端框的对接平面接触，并且所述插接环与所述插接前端框通过穿过第二螺栓孔和第一螺栓孔以及游动托板螺母的对接螺栓连接在一起。

与现有技术相比，本实用新型具有有益的技术效果：

在本实用新型中，在锥舱段的后端框上设置插接环，插接环与柱舱段的插接前端框的插接面均设置成1.25°半锥角的倒锥面，同时对二者配合面进行公差控制，通过对接螺栓和游动托板螺母实现插接环与插接前端框之间的连接。如此，不仅可以从外部实现锥柱舱段的装配连接，不需要另外在锥舱或柱舱段上开设人员进入的操作窗口，便于组合舱的组装。而且，由于锥舱和柱舱连接位置没有明显的连接结构的向外突起，整个组合舱的外形能够有利地减小飞行器飞行过程中的气动阻力。本实用新型的结构在某型号的运载火箭中得到了实际应用，通过装配的实际验证，相比以往的外翻边或者内翻边式对接框连接，不仅大幅提高了外部装配操作的便捷性，而且不会改变运载火箭的气动外形，效果突出。

附图说明

图1为本实用新型的锥舱段后端框结构的局部剖面图；

图2为本实用新型的锥柱舱段插接连接的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对根据本实用新型的飞行器的插接连接锥柱组合舱做进一步详细的说明。

本实用新型的技术方案主要包含三点：锥舱段后端框插接结构形式设计、锥舱段后端框与柱舱段前端框的插接结构连接设计以及插接结构公差设计。

1、锥舱段后端框插接结构形式设计

如本领域技术人员公知的，飞行器的锥舱段和柱舱段均为锥形或筒形，它们的内部为中空结构，用以容纳其它部件。锥舱段的后端框与柱舱段的插接前端框对接，从而使锥舱段与柱舱段装配组成组合舱。

锥舱段的后端框需要同时具备三个方面的功能：

1)承接锥舱段的蒙皮和桁条，将轴向载荷均匀传递到后端框上。

2)为锥舱段的后端提供径向刚度，防止锥舱段后端变形。

3)后端框需要提供与柱舱段对接的机械接口。

为此，锥舱段后端框的外表面上需要具有一段斜边，用于与蒙皮和桁条的连接。同时后端框的内表面(即后端框的底面)上设置有内翻边结构(本实用新型中为内环形凸缘)为锥舱段的后端提供径向刚度。此外，后端框的对接平面上向下端延伸形成插接环，用于实现锥舱段与柱舱段的对接，提供对接机械接口。

2、锥舱段后端框与柱舱段的插接结构连接设计

锥舱段后端框的插接环插入柱舱段的插接前端框后，在径向穿螺栓进行连接。为了便于在箭体外部进行操作，需要在后端框的插接环的螺栓孔内侧铆接托板螺母，同时为了克服插接装配时柱舱段前端框的螺栓孔与锥舱段后端框的螺栓孔存在的少量偏差，需要使用游动托板螺母。对接螺栓孔在锥舱段后端框插接环上为上下两排交错排列，防止锥舱段插接环在柱舱段插接结构中挫动。

3、插接结构公差设计

为了保证锥舱段插接环能够顺利插入柱舱段的插接前端框内，需要设计两者的公差配合关系。为了利于锥舱段插接环插入，插接环和柱舱段前端框的配合面都设计为1.25°半锥角的倒锥面，锥舱段插接环配合面的角度公差为[0°，-0.5°]，柱舱段前端框配合面的角度公差为[0.5°，0°]，同时锥舱段插接环的下端直径设计为比柱舱段前端框上端面内径略小，利于顺利插接装配。

具体地，如图1-图2所示，本实用新型的飞行器的插接连接锥柱组合舱包括锥舱段1和柱舱段2。锥舱段1的待与柱舱段2连接的后端框上设置有插接环11和内环形凸缘12。其中，插接环11自后端框的对接平面沿锥舱段1的轴向向下延伸，并且插接环11的外径小于对接平面对接框的外径，插接环11上设置有上下两排交错排列的第一螺栓孔111，每个第一螺栓孔111的内侧铆接有游动托板螺母3。内环形凸缘12自后端框的内表面径向向内延伸而形成。

柱舱段2的待与锥舱段1连接的插接前端框21上设置有第二螺栓孔211，并且第二螺栓孔211的数量和位置与插接环11上的第一螺栓孔111的数量和位置相对应。

插接环11的外环面以及插接前端框21的内环面均为1.25°半锥角的倒锥面，并且插接环11的外环面的角度公差为[0°，-0.5°]，插接前端框(21)的角度公差为[0.5°，0°]。

当安装到位后，插接环11插在插接前端框21内，所述插接环11的外环面与所述插接前端框21的内环面接触，所述插接前端框21的端面与所述后端框的对接平面接触，并且所述插接环11与所述插接前端框21通过穿过所述第二螺栓孔211和第一螺栓孔111以及游动托板螺母3的对接螺栓连接在一起。

需说明的是，如图2所示，本优选实施例中，柱舱段的插接前端框的外径可以稍微大于锥舱段后端框的外径。如此，当安装到位后，柱舱段的插接前端框在外形上会稍微凸出于锥舱段后端框。当然，根据实际需求，柱舱段的插接前端框的外径也可以小于或等于锥舱段后端框的外径。

实践中，可以通过以下方式实现上述要求：

1)用2A14铝合金锻环按照锥舱段后端框剖面和柱舱段前端框剖面分别进行机械加工成形，保证公差尺寸符合要求。

2)用加工好的柱舱段插接前端框与锥舱段后端框进行插接，按照柱舱段前端框的径向第二螺栓孔配打锥舱段后端框插接环上的第一螺栓孔。

3)在锥舱段后端框插接环内侧上的第一螺栓孔使用沉头铆钉铆接游动托板螺母。

在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非用来限制本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本实用新型做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种飞行器的插接连接锥柱组合舱，包括锥舱段(1)和柱舱段(2)，其特征在于：

所述锥舱段(1)的待与所述柱舱段(2)连接的后端框上设置有插接环(11)和内环形凸缘(12)，其中，所述插接环(11)自所述后端框的对接平面沿所述锥舱段(1)的轴向向下延伸，并且所述插接环(11)的外径小于所述对接底面的外径，所述插接环(11)上设置有上下两排交错排列的第一螺栓孔(111)，每个第一螺栓孔(111)的内侧铆接有游动托板螺母(3)；所述内环形凸缘(12)自所述后端框的内表面径向向内延伸而形成；

所述柱舱段(2)的待与所述锥舱段(1)连接的插接前端框(21)上设置有第二螺栓孔(211)，并且所述第二螺栓孔(211)的数量和位置与所述插接环(11)上的第一螺栓孔(111)的数量和位置相对应；

所述插接环(11)的外环面以及所述插接前端框(21)的内环面均为1.25°半锥角的倒锥面，并且所述插接环(11)的外环面的角度公差为[0°，-0.5°]，所述插接前端框(21)的角度公差为[0.5°，0°]；

当安装到位后，所述插接环(11)插在所述插接前端框(21)内，所述插接环(11)的外环面与所述插接前端框(21)的内环面接触，所述插接前端框(21)的端面与所述后端框的对接平面接触，并且所述插接环(11)与所述插接前端框(21)通过穿过第二螺栓孔(211)和第一螺栓孔(111)以及游动托板螺母(3)的对接螺栓连接在一起。