CN211058918U - 火箭发动机用机架及并联火箭发动机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种火箭发动机用机架及并联火箭发动机组，火箭发动机用机架包括水平支撑机构和承力杆；所述水平支撑机构的各角点处均设置有支座，从各支座出发连接有至少两根所述承力杆；所述承力杆与水平面的夹角为0～90°。本实用新型火箭发动机用机架上安装火箭发动机时，通过调整火箭发动机推力作用点的位置，都能够使火箭发动机的推力及其沿承力杆方向的分力和沿梁方向的分力交汇于一点，从而有效降低梁结构承受的弯矩，提高机架的整体稳定性，进而提高火箭的运载能力。

Description

火箭发动机用机架及并联火箭发动机组

技术领域

本实用新型属于运载火箭技术领域，具体涉及一种火箭发动机用机架及并联火箭发动机组。

背景技术

火箭发动机用机架作为发动机与火箭箭体的连接结构，承担着传递发动机推力的重要任务。现有的火箭发动机用机架包括承力杆和机架梁，为了保证承力杆在承受压力时的稳定性，发动机的推力作用点一般位于两承力杆的虚拟交点处。

由于承力杆的虚拟交点位置要安装常平座，机架梁长度方向的轴线一般不通过承力杆的虚拟交点。在发动机的工作过程中，发动机的推力会分解成沿承力杆方向的分力以及沿机架梁方向的分力。然而，由于机架梁长度方向的轴线不通过发动机的推力作用点，因此机架梁会承受弯矩作用。机架梁在弯矩作用下发生弯曲，带动承力杆产生弯曲的趋势，会导致机架承压稳定性大幅下降，降低机架的可靠性。目前常用的解决办法是对机架梁进行刚性设计，增大机架梁的截面积，然而这会导致机架重量的增加。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供了一种火箭发动机用机架及并联火箭发动机组。

根据本申请实施例的第一方面，本实用新型提供了一种火箭发动机用机架及并联火箭发动机组，其包括：水平支撑机构和承力杆；

所述水平支撑机构的各角点处均设置有支座，从各支座出发连接有至少两根所述承力杆；

所述承力杆与水平面的夹角为0～90°。

上述火箭发动机用机架中，以任一所述支座顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面为对称面，所述支座长度方向的两端分别连接的所述承力杆对称设置。

上述火箭发动机用机架中，各所述承力杆与支座连接端的相对端通过拉杆和连接件顺次连接。

上述火箭发动机用机架中，所述梁采用工字型钢。

上述火箭发动机用机架中，所述水平支撑机构采用正多边形结构，其包括至少四根梁。

进一步地，所述水平支撑机构采用由四根梁构成的正方形结构。

进一步地，所述水平支撑机构的四个角点处均设置有支座，从各所述支座出发，均连接有两根所述承力杆，各所述承力杆的长度相同。

进一步地，各所述承力杆与水平面的夹角均为60°。

进一步地，连接所述各所述承力杆与支座连接端的相对端的拉杆为四根，四根所述拉杆构成一正方形。

上述火箭发动机用机架中，所述水平支撑机构采用由五根梁构成的正五边形结构。

根据本申请实施例的第二方面，本实用新型还提供了一种并联火箭发动机组，其包括至少四台火箭发动机以及上述任一火箭发动机用机架，所述火箭发动机安装在所述火箭发动机用机架的水平支撑机构各角点处；

对于所述水平支撑机构的任一所述角点，所述角点处的所述支座沿其长度方向的两端分别对称设置的所述承力杆的轴线构成一平面，以所述平面为承力面；

从所述角点出发的两根所述梁的轴线与所述承力面的两个交点在所述支座顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面上的投影重合为点B；

所述火箭发动机的喷管轴线或其延长线经过点B。

根据本实用新型的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本实用新型火箭发动机用机架通过设置水平支撑机构和承力杆，水平支撑机构的各角点处通过支座连接有至少两根承力杆，承力杆与水平面具有预设的夹角；对于水平支撑机构中任一角点处安装的火箭发动机来说，通过调整火箭发动机推力作用点的位置，都能够使火箭发动机的推力及其沿承力杆方向的分力和沿梁方向的分力交汇于一点，从而有效降低梁结构承受的弯矩，提高机架的整体稳定性，进而提高火箭的运载能力。

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，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本实用新型的说明书的一部分，其示出了本实用新型的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种火箭发动机用机架的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种火箭发动机用机架使用时，火箭发动机的推力作用点与承力杆的虚拟交点的相对关系示意图。

附图标记说明：

1、水平支撑机构；11、梁；

2、承力杆；

3、支座；

4、拉杆；

5、连接件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。

本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本实用新型的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本实用新型的描述上额外的引导。

如图1所示，本实用新型火箭发动机用机架包括水平支撑机构1和承力杆2，水平支撑机构1采用正多边形结构，其包括至少四根梁11。水平支撑机构1的各角点处均设置有支座3，从各支座3出发连接有至少两根承力杆2。承力杆2与水平面的夹角为0～90°。

对于任一支座3来说，以支座3顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面α为对称面，支座3长度方向的两端分别连接的承力杆2对称设置。

本实用新型火箭发动机用机架使用时，可以在水平支撑机构1的各角点处分别安装火箭发动机。对于任一角点处的火箭发动机来说，通过调整火箭发动机推力作用点的位置，都能够使火箭发动机的推力及其沿承力杆2方向的分力和沿梁11方向的分力交汇于一点，从而有效降低梁11结构承受的弯矩。

上述实施例中，各承力杆2与支座3连接端的相对端通过拉杆4和连接件5顺次连接在一起。

在一个具体的实施例中，如图1所示，水平支撑机构1采用正方形结构，其由四根梁11构成。水平支撑机构1的四个角点处均设置有支座3。从各支座3出发，均连接有两根承力杆2，各承力杆2的长度相同。各承力杆2与水平面的夹角均为60°。

各承力杆2与支座3连接端的相对端通过拉杆4和连接件5顺次连接在一起。四根拉杆4构成一正方形。两相邻的承力杆2与一梁11构成一正立的等腰三角形，两相邻的承力杆2与一拉杆4构成一倒置的等腰三角形。

上述火箭发动机用机架中，对于水平支撑机构1的任一角点来说，定义从该角点出发的关于竖直平面α对称的至少两根承力杆2的轴线构成的平面为承力面，从该角点出发的两根梁11的轴线与承力面分别相交，两个交点可以重合，也可以不重合。如图2所示，这两个交点在支座3顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面α上的投影重合为一点，该点定义为B点。O点表示火箭发动机的推力作用点，A点表示承力杆2的虚拟交点，F表示发动机的推力。

本实用新型火箭发动机用机架使用时，可以在水平支撑机构1的各角点处分别安装火箭发动机。对于任一角点处的火箭发动机来说，通过调整火箭发动机推力作用点的位置，使火箭发动机推力作用线通过上述B点，这样火箭发动机的推力及其沿承力杆2方向的分力和沿梁11方向的分力就交汇于一点，能够有效降低梁11结构承受的弯矩。

另外，水平支撑机构1还可以采用五根梁11构成一正五边形结构，在正五边形结构的五个角点处均安装火箭发动机。在正五边形结构的中心处还可以安装一火箭发动机。当然，水平支撑机构1还可以采用六根梁11构成一正六边形结构。可以根据所需要安装的火箭发动机的数量确定水平支撑机构1所采用的梁11的数量。

上述各实施例中，梁11采用工字型钢。

本实用新型火箭发动机用机架能够有效降低梁11结构承受的弯矩，提高机架的整体稳定性，进而提高火箭的运载能力。

本实用新型还提供了一种并联火箭发动机组，其包括至少四台火箭发动机以及上述火箭发动机用机架，火箭发动机安装在火箭发动机用机架的水平支撑机构1各角点处；

对于水平支撑机构1的任一角点，以支座3顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面α为对称面，支座3长度方向的两端分别连接的承力杆2对称设置。

该对称设置的两承力杆2的轴线构成一平面，将该平面作为承力面。

从角点出发的两根梁11的轴线均与承力面相交，两个交点在支座3顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面上的投影重合为点B。通过调整火箭发动机推力作用点的位置，火箭发动机的喷管轴线或其延长线经过点B，这样火箭发动机的推力及其沿承力杆2方向的分力和沿梁11方向的分力就交汇于一点，能够有效降低梁11结构承受的弯矩。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型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，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (11)

1.一种火箭发动机用机架，其特征在于，包括：

水平支撑机构，

承力杆；

所述水平支撑机构的各角点处均设置有支座，从各支座出发连接有至少两根所述承力杆；

所述承力杆与水平面的夹角为0～90°。

2.根据权利要求1所述的火箭发动机用机架，其特征在于，以任一所述支座顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面为对称面，所述支座长度方向的两端分别连接的所述承力杆对称设置。

3.根据权利要求1所述的火箭发动机用机架，其特征在于，各所述承力杆与支座连接端的相对端通过拉杆和连接件顺次连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的火箭发动机用机架，其特征在于，所述水平支撑机构采用正多边形结构，其包括至少四根梁。

5.根据权利要求4所述的火箭发动机用机架，其特征在于，所述梁采用工字型钢。

6.根据权利要求4所述的火箭发动机用机架，其特征在于，所述水平支撑机构采用由四根梁构成的正方形结构。

7.根据权利要求6所述的火箭发动机用机架，其特征在于，所述水平支撑机构的四个角点处均设置有支座，从各所述支座出发，均连接有两根所述承力杆，各所述承力杆的长度相同。

8.根据权利要求7所述的火箭发动机用机架，其特征在于，各所述承力杆与水平面的夹角均为60°。

9.根据权利要求8所述的火箭发动机用机架，其特征在于，连接所述各所述承力杆与支座连接端的相对端的拉杆为四根，四根所述拉杆构成一正方形。

10.根据权利要求5所述的火箭发动机用机架，其特征在于，所述水平支撑机构采用由五根梁构成的正五边形结构。

11.一种并联火箭发动机组，其特征在于，包括至少四台火箭发动机以及如权利要求4～10任一项所述的火箭发动机用机架，所述火箭发动机安装在所述火箭发动机用机架的水平支撑机构各角点处；

对于所述水平支撑机构的任一所述角点，所述角点处的所述支座沿其长度方向的两端分别对称设置的所述承力杆的轴线构成一平面，以所述平面为承力面；

从所述角点出发的两根所述梁的轴线与所述承力面的两个交点在所述支座顶面宽度方向的中心线所在的竖直平面上的投影重合为点B；

所述火箭发动机的喷管轴线或其延长线经过点B。

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