姿控发动机管路支架一体化设计

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1、2016年第1期导弹与航天运载技术No.12016总第343期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.343文章编号：1004-7182(2016)01-0017-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160105姿控发动机管路支架一体化设计何康康，朱志华（北京航天动力研究所，北京，100076）摘要：姿控支架采用管路与结构承力件一体化的设计理念，取消了姿控系统多个姿控发动机管路及其支架，不仅减轻了姿控系统重量，同时也保证了姿控发动机的安装精度。在综合姿控发动机

2、舱内布局、空间尺寸及位置等因素基础上，提出不同结构和不同材料一体化设计的姿控支架方案，并对其在结构强度、刚度、流阻及工艺性方面进行了对比。结果表明，两种不同材料、结构的姿控支架方案皆能满足动力系统使用要求，但钛合金结构方案在重量、系统流阻匹配性方面更具优势。关键词：液体火箭发动机；姿控支架；一体化；结构强度；流阻中图分类号：V434文献标识码：AIntegrativeDesignofPipelineandBracketinAttitudeControlEngineHeKang-kang,ZhuZhi-hua(

3、BeijingAerospacePropulsionInstitute,Beijing,100076)Abstract:Theattitudecontrolenginebracketadoptsintegrativeconceptthatintegratespipelineandconfigurationtogether.EnginespipelineandBracketwereremoved,whichcanreducedattitudecontrolsystemweight,andtheprecision

4、ofassemblyisensuredcommendably.Onthebasicofenginelayout,spacesizeandlocationinattitudecontrolenginecabin,twoenginebracketconceptsweredesignedwithdifferentconfigurationanddifferentmaterial.Thencomparetheirintensity,stiffness,flowresistanceandtechnics.Theresu

5、ltshowedthattwodifferentkindsbracketmeettherequirementsofmomentumsystem.However,thetitaniumalloyisbetteronweightandsystemflowresistancematching.Keywords:Liquidrocketengine;Enginebracket;Integrativedesign;Configurationintensity;Flowresistance0引言本文依据姿控发动机一体化设

6、计理念，综合考虑姿控液体火箭发动机广泛应用于航天飞机、卫星、姿控发动机空间位置、布局、安装方式提出两种不同飞船等航天器，其主要功能是轨道控制、姿态调整、材料和不同结构的集成化设计方案，并在结构强度、[1，2]航天器的对接和交会。某姿控动力系统要求在狭小刚度、流阻方面进行仿真计算，对仿真数据进行分析的舱段空间内实现8台姿控发动机的安装及其相应推说明，同时对其工艺可行性进行了阐述，并介绍两种进剂供应管路的设计布局，采用常规的发动机安装支支架的优劣性能。架与推进剂管路分开的设计方式，在有限空间内布置过多的管路和支架

7、将造成装配困难。为实现在有限空1结构设计间内的发动机合理布局，优化舱内空间结构，提高操某姿控系统要求在狭小的舱段空间范围内安装布作工艺性，姿控发动机安装支架及其推进剂管路采用置8台姿控发动机，安装布局示意见图1。一体化集成设计方案，将姿控发动机结构承力件与供应管路合二为一，利用姿控支架内置流道取代动力系统多个姿控推进剂供应管路，起到流道分配作用。一体化设计的姿控支架不仅起到支撑并传递姿控推力的作用，减轻姿控系统的质量，提高姿控系统密封的可靠性，同时还保证了姿控发动机的整体安装精度。图1姿控发动机布局示意收稿日

8、期：2015-06-20作者简介：何康康（1983-），男，工程师，主要从事轨姿控发动机总体设计研究18导弹与航天运载技术2016年由图1可知，常规设计方法是由4组双机形式组成，道只能为圆形直孔，流道通过钻深孔加工实现。为减每组双机分别利用姿控发动机支架与舱段连接固定，同少钻头偏移量，采用对钻加工方式尽量提高钻孔同轴时每组双机连接2根推进剂供应管路，即共有8根推进[3]度，钻孔后流道堵头采用电子束焊