[发明专利]一种轻质侧壁悬挂垂向传力机架及一级发动机

说明书

本发明提供了一种轻质侧壁悬挂垂向传力机架及一级发动机，解决现有一级发动机由于大、小发动机高度尺寸相差较大，使得机架冗长、支撑组件繁冗；或占用舱段空间的问题。机架包括十字接头、4个主接头、4个连接杆、第一工字梁、第二工字梁及2个传力杆；4个连接杆通过4个主接头连接形成矩形框架；4个主接头分别为第一、第二、第三、第四主接头；第一工字梁的两端分别与第三主接头、十字接头第一接口连接；第二工字梁的两端分别与第四主接头、十字接头第二接口连接；连接杆与2个工字梁形成第一等腰直角三角框架，该框架所在平面与矩形框架所在平面的夹角为93°；2个传力杆的一端分别与第一、第二主接头连接，另一端均与十字接头连接。

技术领域

本发明涉及垂直起降、重复使用火箭中一级发动机技术，具体涉及一种轻质侧壁悬挂垂向传力机架及一级发动机。

背景技术

机架是一级发动机总装布局的基础，是承担发动机与箭体之间连接、支承和传递推力的构件，在箭体俯仰、偏航、滚转时，还需要承受弯矩和扭矩。一级发动机的机架设计原则要求结构简单、工艺性好、结构开敞、承载力强。机架骨架一般为桁梁式结构，上、下接头通过主承力梁平行传力，附属结构缓解应力集中或支撑采用锻件或杆件整体组焊而成。

作为一种类型的垂直起降重复使用运载火箭的一级发动机，采用两大、两小单机(发动机),四台单机布局在3350mm箭径内，火箭起飞时，四个发动机同时点火工作，火箭贮箱的燃料和氧化剂通过供应系统和控制系统进入燃烧室，燃烧成高温高压燃气，经过推力室喷管高速喷出，形成反冲作用产生推力，推力经过推力室头部，传力结构和机架传递给火箭。

由于大、小发动机高度尺寸相差较大，小发动机高度是大发动机高度的一半，一般来说，机架下端接发动机，四个发动机推力室下段在同一平面，上端齐平接火箭箭体，若设计四机并联机架，需要设计出很长的传力结构，将小发动机推力传递到箭体，四机机架传力至同一尾段对接面，对于小发动机，机架冗长，支撑组件繁冗；若箭体设置悬挂结构，降低小发动机的对接面，则占用舱段空间，结构利用效率低。因此，需要合理的设计一级发动机的机架结构，使发动机与箭体协调优化，减少占用舱段空间。

发明内容

为了解决现有一级发动机由于大、小发动机高度尺寸相差较大，使得机架冗长、支撑组件繁冗；或者占用舱段空间、结构利用效率低的技术问题，本发明提供了一种轻质侧壁悬挂垂向传力机架及一级发动机。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种轻质侧壁悬挂垂向传力机架，其特殊之处在于：包括十字接头、4个主接头、4个连接杆、2个工字梁及2个传力杆；

4个连接杆依次分别通过4个主接头首尾连接，形成矩形框架；

所述4个主接头分别为第一主接头、第二主接头、第三主接头、第四主接头；

所述2个工字梁分别为第一工字梁和第二工字梁，所述第一工字梁的一端与第三主接头连接，其另一端与十字接头的第一接口连接；

第二工字梁的一端与第四主接头连接，另一端与十字接头的第二接口连接，所述第二接口与第一接口相邻；第三主接头和第四主接头之间的连接杆与2个工字梁形成第一等腰直角三角框架，所述第一等腰直角三角框架所在平面与矩形框架所在平面的夹角为93°；

所述2个传力杆的一端分别与第一主接头、第二主接头连接，2个传力杆的另一端均与十字接头上平行于所述第一等腰直角三角框架的上表面连接；

所述十字接头的下表面用于安装小发动机。

进一步地，还包括第一伺服机构安装接头、第一连接杆、第二连接杆、支撑杆、第二伺服机构安装接头；

所述第一连接杆的一端与十字接头的第三接口连接，第三接口与第二接口相邻，其另一端与第一伺服机构安装接头连接；