液体运载火箭贮箱箱底厚度设计准则及轻量化

为进一步实现液体运载火箭贮箱箱底结构轻量化,在实际工况的约束下,综合现役箱底的载荷特点(贮箱箱底厚度参数和火箭运行内压值的理论关系),对贮箱箱底的结构进行参数化。提出剩余强度系数作为贮箱箱底的设计载荷指标,结合工况建立了箱底厚度设计准则,剩余强度系数不小于1时满足工程需要,并以此对箱底厚度进行优化。根据设计准则可以建立开口与箱底厚度的关系,更精确的给定设计箱底临界厚度值。建立的箱底厚度设计准则可以对已设计完成的贮箱箱底进行内压承载能力进行验算。运用实际工况数据验证了设计准则的可用性,并提出了旋压型箱底的厚度分区轻量化方法。此外,根据贮箱箱底管路接口、传感器接口各方面输入输出的交互影响,建立了贮箱箱底开口多约束评估模型。通过参数化平台实现方法的具体实用性及自动化建模。结果表明,旋压型箱底的厚度分区轻量化方法可以实现箱底平均减重约30%。参数化平台和自动化建模为提高贮箱箱底设计效率提供了一种新的方法。

液体运载火箭贮箱箱底产品化型谱方法及自动化设计平台

随着液体运载火箭型号越来越多,各型号贮箱箱底不统一的技术状态严重制约了箱底生产产业化能力的提升。液体运载火箭贮箱箱底承载推进剂,承受和传递沿着箭体轴向和径向的载荷,是航天装备先进性与可靠性的决定因素之一。为了解决火箭贮箱生产能力与任务需求之间的矛盾,基于现役贮箱箱底的开孔特点和承载能力,对贮箱箱底进行型谱构建。通过研究工况、承载能力和箱底厚度之间的联系,将其参数化。统型开孔分布和箱底厚度,实现贮箱的产品化。将箱底统型、箱底厚度设计和自动化建模这一完整的设计流程集成贮箱箱底自动化设计平台,为贮箱箱底的研发设计提供新的设计思路与方法。有利于快速选型、加速液体火箭研究进程,提升箱底生产产品化能力。