本申请涉及运载器技术领域，提供了一种用于运载火箭的气压平衡装置及运载火箭，该气压平衡装置的泄压螺栓用于与运载火箭的箭体上预设的泄气孔配合，从而具备了箭体内部和外部的气压相连通的条件；利用回弹组件对防风盖板施加预设弹性预紧力，从而实现了对第一气体通道的选择性密封；在运载火箭起飞之前，防风盖板将第一密封通道密封，可以有效避免火箭在总装、运输环境中向箭体的内部引入多余物；通过防风盖板在火箭飞行过程中的受力的边界条件作为回弹组件的约束条件，可实现箭体内外大气压的动态平衡；从结构上保证了泄气孔的密闭，无需人工对泄气孔进行封堵；在发射前无需将泄气孔的封堵物拆除，避免了由于火箭加注有毒推进剂带来的安全隐患。进剂带来的安全隐患。进剂带来的安全隐患。
【技术实现步骤摘要】
用于运载火箭的气压平衡装置及运载火箭
[0001]本申请涉及运载器
，具体而言，本申请涉及一种用于运载火箭的气压平衡装置及运载火箭。
技术介绍
[0002]地球经历数亿年的演变，在地球引力等多因素的作用下，大量的气体聚集在地球周围，形成现在厚重的大气层。1654年，著名的“马德保半球”实验，使人们认识到大气压强的存在。随着科技的进一步发展，人类对大气压强有了更深入的认识和研究。
[0003]运载火箭的使命是飞离地球表面，并将有效载荷送入预定轨道。在脱离地球的过程中，火箭的箱体、壳段等结构承受着内外压差带来的压力。大气压力会使火箭结构发生弹性变形，严重时会突破箭体结构的强度极限，导致结构失效，最终造成火箭发射失利。因此，大气压力对火箭的受力影响在火箭结构强度设计中不容忽视。薄壁壳体且在火箭总装后形成封闭型腔的结构需要考虑天地压差对结构强度带来的影响。通常情况下，采用在结构表面开设泄气孔的方式，使结构内外两侧相通，当火箭在飞行过程中，结构的内外侧大气压力始终相同，大气压力不会对结构产生影响。
[0004]在箭体结构上泄气孔是减小结构壳体大气压差有效方式之一，但是由于箭体结构上开设泄气孔，使得本已封闭的空间具有一定的开敞性，外界的水雾、粉尘、飞虫等多余物会通过泄气孔进入箭体内部。为避免多余物进入箭体内部，现有的做法是：在火箭总装、转场等过程中，将这些泄气孔用透明胶带进行密封，在进入发射流程时，再将泄气孔上的透明胶带取下。
[0005]通过透明胶带对泄气孔进行密封，虽然可以有效避免多余物进入箭体，但利用透明胶带对泄气孔进行封堵可能不够严实，仍存在多余物进入箭体内的风险；另外，发射进入倒计时才取下泄气孔上封堵的透明胶带，而此时火箭已经加注完毕，在这个阶段进行箭上操作，增加了操作人员的风险。
技术实现思路
[0006]本申请针对现有技术中存在的缺陷，提出一种用于运载火箭的气压平衡装置及运载火箭，用以解决现有技术中泄气孔的封堵方式密封不严以及需要人为操作才能解除封堵的技术问题。
[0007]第一个方面，本申请实施例提供了一种用于运载火箭的气压平衡装置，包括：泄压螺栓、防风盖板和回弹组件，所述泄压螺栓用于与所述运载火箭的箭体上预设的泄气孔配合；所述泄压螺栓包括第一泄气端和第二泄气端；所述泄压螺栓沿轴向设有第一气体通道，所述第一气体通道的一端与所述第一泄气端平齐，并用于与所述箭体外部的大气环境连通；所述泄压螺栓沿径向设有若干第二气体通道，所述第二气体通道靠近所述第二泄气端；所述第二气体通道的一端与所述第一气体通道连通，另一端用于与所述箭体内部的气压环境连通；所述防风盖板通过所述回弹组件安装于所述第一泄气端，所述回弹组件对所述防
风盖板施加有沿第一方向的预设弹性预紧力，以使得所述第一气体通道与所述第一泄气端平齐的一端可选择性地被所述防风盖板密封；其中，所述第一方向为由所述第一泄气端指向所述第二泄气端的方向。
[0008]可选地，所述第一泄气端沿周向间隔设置有多个定位孔，所述防风盖板上设置有与所述定位孔一一对应的安装孔；所述回弹组件包括多个回弹定位件；所述回弹定位件的数量与所述安装孔的数量相同；每个所述回弹定位件均包括紧固螺栓和轻质弹簧，所述紧固螺栓依次穿过所述轻质弹簧和安装孔，并与所述定位孔连接。
[0009]可选地，所述防风盖板中与所述第一气体通道对应的区域沿所述第一方向凸起并形成凸起部，所述凸起部与所述第一泄气端的内侧壁间隙配合；和/或，所述防风盖板为铝合金材质。
[0010]可选地，所述防风盖板与所述第一泄气端之间还设有密封圈，所述密封圈套设在所述凸起部的外部，并粘接在所述防风盖板靠近所述第二泄气端的一侧；所述密封圈远离所述防风盖板的一侧与所述第一泄气端贴合。
[0011]可选地，所述密封圈远离所述防风盖板的一侧为弧形结构；和/或，所述密封圈的材质为三元乙丙橡胶。
[0012]可选地，所述泄压螺栓沿所述第一方向依次为安装部、限位部和操作部；所述安装部的直径和所述操作部的直径均小于所述限位部的直径，所述第二气体通道沿着所述限位部的径向布置，所述第一气体通道靠近所述第二泄气端的一端位于所述限位部；所述安装部的外表面设有用于与所述泄气孔配合的外螺纹。
[0013]可选地，所述第二气体通道的数量为四个，四个所述第二气体通道沿所述限位部的周向等间距布置。
[0014]可选地，所述第二气体通道的孔径小于所述第一气体通道的孔径；其中，所述第一气体通道的孔径为15~35毫米，所述第二气体通道的孔径为6~10毫米。
[0015]可选地，所述预设弹性预紧力根据所述防风盖板的重力、所述泄气孔的内侧和外侧的压力差产生的压力以及所述运载火箭飞行过程中的过载确定。
[0016]第二个方面，本申请实施例还提供了一种运载火箭，包括：箭体和本申请实施例第一个方面所述的气压平衡装置；所述箭体包括尾段舱体，所述尾段舱体的端部预设有泄气孔，所述气压平衡装置与所述泄气孔配合安装；所述第一气体通道与所述第一泄气端平齐的一端与所述尾段舱体外部的大气环境连通；所述第二气体通道远离所述第一气体通道的一端与所述尾段舱体内部的气压环境连通。
[0017]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果至少包括：本申请实施例中提供的气压平衡装置，该气压平衡装置的泄压螺栓用于与运载火箭的箭体上预设的泄气孔配合，且该泄压螺栓中的第一气体通道与箭体外部的大气环境连通，同时第二气体通道与箭体内部的气压环境连通，从而具备了箭体内部和外部的气压相连通的条件；利用回弹组件对防风盖板施加预设弹性预紧力，从而实现了对第一气体通道的选择性密封。
[0018]在运载火箭起飞之前，防风盖板将第一密封通道密封，可以有效避免火箭在总装、运输环境中向箭体的内部引入多余物，从而节省了箭体的防护成本和清洁成本；通过防风盖板在火箭飞行过程中的受力的边界条件，作为回弹组件的约束条件，实现防风盖板在箭
体内外存在压力差时，防风盖板受压力打开，直至箭体内外压力相等时，防风盖板将第一气体通道封闭，最终实现箭体内外大气压的动态平衡。
[0019]此外，该气压平衡装置从结构上保证了泄气孔的密闭，无需人工对泄气孔进行封堵，避免了人为操作带入的漏封、封堵不严实的隐患；该气压平衡装置无需在发射前将泄气孔的封堵物拆除，避免了人员由于火箭加注有毒推进剂带来的人身安全隐患。
[0020]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0021]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本申请实施例提供的一种用于运载火箭的气压平衡装置的立体结构示意图；图2为本申请实施例提供的图1的正视图；图3为本申请实施例提供的图2中沿A-A方向的剖面示意图；图4为本申请实施例提供的图2中去除泄压螺栓后的俯视图；图5为本申请实施例提供的图4中沿B-B方向的剖面示意图；图6为本申请实施例提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于运载火箭的气压平衡装置，其特征在于，包括：泄压螺栓、防风盖板和回弹组件，所述泄压螺栓用于与所述运载火箭的箭体上预设的泄气孔配合；所述泄压螺栓包括第一泄气端和第二泄气端，所述泄压螺栓与所述泄气孔配合时，所述第一泄气端位于所述泄气孔的外侧，所述第二泄气端位于所述泄气孔的内侧；所述泄压螺栓沿轴向设有第一气体通道，所述第一气体通道的一端与所述第一泄气端平齐，并用于与所述箭体外部的大气环境连通；所述泄压螺栓沿径向设有若干第二气体通道，所述第二气体通道靠近所述第二泄气端；所述第二气体通道的一端与所述第一气体通道连通，另一端用于与所述箭体内部的气压环境连通；所述防风盖板通过所述回弹组件安装于所述第一泄气端，所述回弹组件对所述防风盖板施加有沿第一方向的预设弹性预紧力，以使得所述第一气体通道与所述第一泄气端平齐的一端可选择性地被所述防风盖板密封；其中，所述第一方向为由所述第一泄气端指向所述第二泄气端的方向。2.根据权利要求1所述的气压平衡装置，其特征在于，所述第一泄气端沿周向间隔设置有多个定位孔，所述防风盖板上设置有与所述定位孔一一对应的安装孔；所述回弹组件包括多个回弹定位件；所述回弹定位件的数量与所述安装孔的数量相同；每个所述回弹定位件均包括紧固螺栓和轻质弹簧，所述紧固螺栓依次穿过所述轻质弹簧和安装孔，并与所述定位孔连接。3.根据权利要求2所述的气压平衡装置，其特征在于，所述防风盖板中与所述第一气体通道对应的区域沿所述第一方向凸起并形成凸起部，所述凸起部与所述第一泄气端的内侧壁间隙配合；和/或，所述防风盖板为铝合金材质。4.根据权利要求3所述的气压平衡装置，其特征在于，所述防风盖板与所述第一泄气端之间还设有密封圈，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘百奇，屈旋，尹彦亮，刘建设，
申请(专利权)人：北京星河动力装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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