[发明专利]一种运载火箭部段精密对接协调方法

说明书

本发明提供了一种运载火箭部段精密对接协调方法，包括如下步骤：步骤一：精测所述第一端面及第二端面相对位置，获取所述第一端面及第二端面的相对位置数据；步骤二：精测所述第三端面及第四端面相对位置，获取所述第三端面及第四端面的相对位置数据；步骤三：选定步骤一及步骤二最后获取的数据拟合用中间坐标系；步骤四：对步骤一及步骤二最后获取的数据通过中间坐标系转换拟合，获得贮箱与壳段之间的对接间隙特征数据包。本发明所述的一种运载火箭部段精密对接协调方法，解决了现有技术中对新型贮箱与壳段之间的对接过程中存在对接协调节点滞后拉长研制周期、手工多点测量精度差等缺点，影响对接效果的技术问题。

技术领域

本发明属于航天器技术领域，尤其是涉及一种运载火箭部段精密对接协调方法。

背景技术

运载火箭结构中，推进剂贮箱和所有壳段构成火箭的外壳，是箭体结构主要承力件。端框对接协调是运载火箭各部段间装配对接最常用的对接结构，相邻部段两端框端面对齐后通过若干螺栓螺接完成两部段的机械连接，实现部段对接协调和箭体结构传力，一般两部段间仅设计一个对接面，如图2所示。

新型直径运载火箭由于特殊传力结构需求，箭体贮箱和壳段对接时，需内、外两个部段对接面同时实现对接协调，以实现发动机推力同时通过部段端框和贮箱箱底两条传力路径向上传递的目的，如图3所示。

上述对接协调关系存在过定位情况，在国内运载火箭结构设计中是首次出现。由于部段产品尺寸规模大、贮箱焊接变形和部段装配误差等因素影响，很难实现贮箱和壳段在两个对接面上同时精确配合，对接间隙过大将影响发动机传力路径，严重时会导致发动机推力均集中在一个传力路径进行传递，使此路径上结构(壳段侧壁或贮箱箱底)承力超过设计载核，造成结构失稳破坏，影响运载火箭飞行成败。

为确保两个对接面同时精确对接，传统方式是待两部段生产完成后，将两部段运输至一处进行实物对接并手工均布多点测量对接面间隙后，加工间隙调整垫片进行间隙量调节，以满足设计最小间隙值要求。存在对接协调节点滞后拉长研制周期、手工多点测量精度差等缺点，影响对接效果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种运载火箭部段精密对接协调方法，解决了现有技术中对新型贮箱与壳段之间的对接过程中存在对接协调节点滞后拉长研制周期、手工多点测量精度差等缺点，影响对接效果的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种运载火箭部段精密对接协调方法，运载火箭部段包括壳段及贮箱，壳段的两个用于对接端面分别为第一端面及第二端面，贮箱后底的两个用于对接的端面分别为第三端面及第四端面，所述第一端面与第三端面装配后形成第一对接面，所述第二端面与第四端面装配后形成第二对接面，包括如下步骤：

步骤一：精测所述第一端面及第二端面相对位置，获取所述第一端面及第二端面的相对位置数据；

步骤二：精测所述第三端面及第四端面相对位置，获取所述第三端面及第四端面的相对位置数据；

步骤三：选定步骤一及步骤二最后获取的数据拟合用中间坐标系；

步骤四：对步骤一及步骤二最后获取的数据通过中间坐标系转换拟合，获得贮箱与壳段之间的对接间隙特征数据包；

所述步骤一、步骤二顺序可以调换或同时进行。

进一步的，所述步骤一中精测所述第一端面及第二端面相对位置包括如下步骤：

S1：以所述第一端面的圆心为原点，以第一端面为基准面，建立三维坐标系，所述第一端面为xOy平面，坐标X轴指向I象限，坐标Y轴指向IV象限；

S2：在所述第一端面及第二端面上均选取至少一圈坐标采集点，一圈坐标采集点包括多个坐标采集点，至少一圈坐标采集点以I象限起始圆周均匀排列，一圈坐标采集点圆周排列的圆心与原点重合，相邻的两个坐标采集点的圆心角小于或等于20°