一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，包括龙门架、卷扬机、上限位架、钢管、滑车、下连接架。上限位架通过顶部连接卷扬机的吊钩而悬挂在龙门架上，上限位架底部均匀分布连接多根斜拉绳，斜拉绳连接拉线地锚；上限位架与下连接架之间固定钢管，拉紧的钢丝绳穿过钢管，两端连接在上限位架和下连接架上。滑车包括上安装板、下安装板、弹性轴承结构，弹性轴承结构包括轴承座、深沟球轴承、转轴和弹簧。本发明采用采用弹性轴承结构作为滑车与钢管的配合，克服了现有试验装置摩擦阻力大、水平刚度小、容易卡阻等技术问题，对钢管的要求降低，同时火箭发动机燃烧产物中的固体颗粒粘结在钢管上，也不至损坏轴承、卡阻滑车。
【专利说明】—种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置
【技术领域】
[0001]本发明属于火箭发动机和整弹试验【技术领域】，具体为一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置。
【背景技术】
[0002]变推力火箭发动机应用于控制重力方向的飞行高度，需要火箭飞行控制试验装置在重力方向上完成变高度飞行控制、悬停控制等控制内容，以检验火箭总体方案可行性、检验发动机在飞行条件下的工作性能、检验推力矢量调节机构推力调节性能、检验箭上控制部件的工作性能、检验控制系统的高度控制性能。试验要求的试验装置具有摩擦阻力小、高度调节范围宽、发动机燃烧产物粘结在导轨上不容易卡阻等特点。
[0003]目前应用于重力方向飞行控制试验的装置主要有两种:一种为钢管滑靴结构，如图1所示，另一种为钢管直线轴承结构，如图2所示。钢管滑靴结构是在龙门架上悬吊一根钢管，发动机动架与钢管之间的采用滑动结构连接；钢管直线轴承结构采用直线轴承在钢管上滑动。
[0004]钢管滑靴结构的主要不足之处为:1、钢管的表面粗糙度大，需要二次加工；2、滑动摩擦阻力大；3、火箭发动机燃烧产物中的固体颗粒粘结在钢管上容易卡阻滑靴；4、滑靴加工成本高；5、涂抹在钢轨上的润滑油可能被发动机火焰引燃，存在安全较大隐患；6、钢管与钢管连接处容易卡阻滑靴。
[0005]钢管直线轴承结构的主要不足之处为:1、钢管的表面粗糙度大，需要二次加工；
2、钢管的直径公差较大，直线轴承对轴直径容差小；3、火箭发动机燃烧产物中的固体颗粒粘结在钢管上，容易损坏直连轴承并卡阻发动机；4、涂抹在钢轨上的润滑油可能被发动机火焰引燃，存在安全较大隐患。
【发明内容】
[0006]针对重力方向飞行控制试验装置中采用钢管滑靴结构和钢管直线轴承结构存在的不足，本发明提出了一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置。
[0007]本发明的技术方案为:
[0008]所述一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，包括龙门架、卷扬机，其特征在于:还包括有上限位架、钢管、滑车、下连接架；上限位架为锥型结构，上限位架通过顶部连接卷扬机的吊钩而悬挂在龙门架上，上限位架底部均匀分布连接多根斜拉绳，斜拉绳连接拉线地锚；上限位架底部中心与钢管一端固定连接，钢管另一端固定连接在下连接架上，下连接架固定在地面上；拉紧的钢丝绳穿过钢管，一端连接上限位架顶部，另一端连接下连接架底部地面；
[0009]所述滑车通过连接法兰连接被测发动机；所述滑车包括上安装板、下安装板、弹性轴承结构；上安装板和下安装板均套在钢管上，且与钢管间隙配合，上安装板和下安装板之间通过支撑柱连接，在上安装板底部和下安装板顶部分别固定安装有多个弹性轴承结构，弹性轴承结构沿钢管周向均匀分布；
[0010]所述弹性轴承结构包括轴承座、深沟球轴承、转轴和弹簧；轴承座为台阶柱形结构，弹簧套在轴承座小径段，轴承座小径段穿过上安装板或下安装板边缘的凸起，并与凸起间隙配合，弹簧受压处于上安装板或下安装板边缘凸起与轴承座台阶面之间；轴承座另一端通过深沟球轴承与转轴配合，深沟球轴承贴合钢管且能够沿钢管轴向自由滚动。
[0011]进一步的优选方案，所述一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，其特征在于:下连接架顶部固定有下缓冲弹簧；上限位架底部固定有上缓冲弹簧；下缓冲弹簧和上缓冲弹簧均套在钢管上。
[0012]进一步的优选方案，所述一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，其特征在于:斜拉绳与拉线地锚之间通过旋扣连接，可以调节斜拉绳长度。
[0013]有益效果
[0014]本发明具有以下优点:
[0015](I)本发明的高度飞行试验装置配置上下缓冲弹簧，减小了上限位架和下连接架对发动机及箭载仪器设备的冲击；
[0016](2)采用至少3根钢丝拉绳限制上限位架，减小上限位架的水平位移；
[0017](3)采用弹性轴承结构作为滑车与钢管的配合，这样就可采用未经加工的钢管或表面粗糙度大的钢管，易于加工、成本较低；也可容许直径公差较大的钢管；同时火箭发动机燃烧产物中的固体颗粒粘结在钢管上，也不至损坏轴承、卡阻滑车，导致试验失败；钢管上也不需要涂抹润滑油，避免发动机火焰引燃涂抹于钢管上润滑油的危险。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:钢管滑靴结构；
[0019]图2:钢管直线轴承结构
[0020]图3:本发明的结构示意图；
[0021]图4:滑车结构示意图；(a)主视图；(b)A-A视图；
图5:弹性轴承结构不意图；
[0022]其中:1、钢管；2、滑靴；3、滑车；4、发动机；5、直线轴承；6、龙门架；7、卷扬机吊钩；8、上限位架；9、钢丝绳；10、紧固螺母；11、上缓冲弹簧；12、钢管；13、拉绳；14、新式滑车；15、下缓冲弹簧；16、下连接架；17、旋扣；18、拉线地锚；19、支撑柱；20、深沟球轴承；21、弹簧；22、安装板；23、轴承座；24、转轴；25、挡圈。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例描述本发明:
[0024]参照附图3，本实施例中的用于重力方向火箭飞行控制试验的装置包括龙门架、卷扬机、上限位架、钢管、滑车、下连接架。
[0025]龙门架采用桁架结构，根据试验要求高度设计相应高度的龙门架，龙门架配备卷扬机。上限位架为锥型结构，上限位架通过顶部向上连接卷扬机的吊钩而悬挂在龙门架上。上限位架底部边缘均匀分布连接至少3根斜拉绳，斜拉绳连接拉线地锚。斜拉绳与拉线地锚之间通过旋扣连接，可以调节斜拉绳长度。
[0026]上限位架底部中心与钢管一端固定连接，钢管另一端固定连接在下连接架上，下连接架固定在地面上；拉紧的钢丝绳穿过钢管，一端连接上限位架顶部，另一端连接下连接架底部地面。下连接架顶部固定有下缓冲弹簧；上限位架底部固定有上缓冲弹簧；下缓冲弹簧和上缓冲弹簧均套在钢管上。上缓冲弹簧降低变推力发动机工作时，与上限位架的碰撞冲击，下缓冲弹簧减小变推力发动机工作结束后，发动机受重力作用，滑落到下连接架上时对箭载仪器设备和发动机喷管等部组件的冲击。
[0027]本实施例中钢管采用3m规格的不锈钢钢管，用钢管连接件连接成试验要求高度的滑车轨道。
[0028]滑车通过连接法兰连接被测发动机，并能够沿钢管自由滑动。如图4所示，滑车包括上安装板、下安装板、弹性轴承结构。上安装板和下安装板均套在钢管上，且与钢管间隙配合，上安装板和下安装板之间通过支撑柱连接，在上安装板底部和下安装板顶部分别固定安装有多个弹性轴承结构，弹性轴承结构沿钢管周向均匀分布。
[0029]参照附图5,弹性轴承结构包括轴承座、深沟球轴承、转轴和弹簧；轴承座为台阶柱形结构，弹簧套在轴承座小径段，轴承座小径段穿过上安装板或下安装板边缘的凸起，并且与凸起间隙配合，使用前加注润滑油。弹簧受压处于上安装板或下安装板边缘凸起与轴承座台阶面之间；轴承座另一端通过深沟球轴承与转轴配合，深沟球轴承贴合钢管且能够沿钢管轴向自由滚动。这种弹性轴承结构能够提高滑车的越障能力。
[0030]本发明克服了现有试验装置摩擦阻力大、水平刚度小、容易卡阻等技术问题，实现了变推力固体火箭发动机试验过程中在某一高度悬停和高度改变等控制目标，本装置结构合理、装配简单，克服了传统试验装置结构复杂、容差小等弊端。
【权利要求】
1.一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，包括龙门架、卷扬机，其特征在于:还包括有上限位架、钢管、滑车、下连接架；上限位架为锥型结构，上限位架通过顶部连接卷扬机的吊钩而悬挂在龙门架上，上限位架底部均匀分布连接多根斜拉绳，斜拉绳连接拉线地锚；上限位架底部中心与钢管一端固定连接，钢管另一端固定连接在下连接架上，下连接架固定在地面上；拉紧的钢丝绳穿过钢管，一端连接上限位架顶部，另一端连接下连接架底部地面； 所述滑车通过连接法兰连接被测发动机；所述滑车包括上安装板、下安装板、弹性轴承结构；上安装板和下安装板均套在钢管上，且与钢管间隙配合，上安装板和下安装板之间通过支撑柱连接，在上安装板底部和下安装板顶部分别固定安装有多个弹性轴承结构，弹性轴承结构沿钢管周向均匀分布； 所述弹性轴承结构包括轴承座、深沟球轴承、转轴和弹簧；轴承座为台阶柱形结构，弹簧套在轴承座小径段，轴承座小径段穿过上安装板或下安装板边缘的凸起，并与凸起间隙配合，弹簧受压处于上安装板或下安装板边缘凸起与轴承座台阶面之间；轴承座另一端通过深沟球轴承与转轴配合，深沟球轴承贴合钢管且能够沿钢管轴向自由滚动。
2.根据权利要求1所述一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，其特征在于:下连接架顶部固定有下缓冲弹簧；上限位架底部固定有上缓冲弹簧；下缓冲弹簧和上缓冲弹黃均套在钢管上。
3.根据权利要求2所述一种用于重力方向火箭飞行控制试验的装置，其特征在于:斜拉绳与拉线地锚之间通过旋扣连接，可以调节斜拉绳长度。
【文档编号】G01M99/00GK104165776SQ201410390072
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】兰宝刚, 杨建宏, 闫磊, 罗卫华, 霍菲, 张玉霞, 杨晓慧 申请人:中国航天科技集团公司第四研究院四○一所