哈工大大作业

图 2-1 贮箱的布局形式
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3 贮箱技术要求
3.1 贮箱的设计要求
贮箱是弹体的一个舱段， 参与形成弹体外形。它在弹身上如何安排对导弹质
心的定位和变化，结构布局，与相邻舱段的协调，弹上设备的布置及导弹总体性 能等都会产生明显的影响。因此，除弹体结构设计的一般要求外，贮箱还应满足 如下特殊要求： 1）有足够的容积，以贮存足够数量的推进剂； 2）材料和结构型式应满足推进剂和增压气体的物理化学性能要求，对于有腐蚀 性的推进剂尤为重要； 3）贮箱的布局应合理。贮箱的布局要考虑在给定的几何空间内具有最大的贮存 容积、最大的可靠性（包括两种燃料混合的可能性最小），管路安装容易，燃料 的剩余量最小等； 6 / 16
下箱底和箱筒段组成，其有着不同的结构，不同的结构应用于不同的导弹上，在 设计时需要考虑弹体设计的六大原则。其焊接方式主要有氩弧焊、变极性等离子 弧焊接技术、局部真空电子束焊接技术、气脉冲 TIG 和 MIG 焊接技术、搅拌摩擦 焊技术等，其在焊接贮箱中各有其优势。
关键词： 贮箱；结构特点；焊接技术
目录
1.2 贮箱功能
贮箱主要用于盛放发动机正常工作所需要的推进剂； 贮箱是弹体完整外形的重要 组成部分，并连接前后部件，使导弹具有一定的气动力特性，它参加总体受力并 承受内压作用， 另外， 在其上还可以安装部分控制元件， 遥测元件以及其他元件。
2 贮箱结构特点
2.1 贮箱的组成
2.1.1 箱底
箱底是贮箱的重要组成部分， 因其上开有各种用途的法兰孔，给制造带来了许多 不便之处。在选择底的形状时，需要根据底的承力情况、各类孔的大小和位置、 结构重量、 箱体容积和空间开敞性等因素确定底的形状。现有大型贮箱多用球形 底，这是由于其制造的工艺性而决定的，球形底在成型精度、焊接效果、工艺装 备、制造成本等方面都具有较大优势。 2.1.2 箱筒段 承力式贮箱的箱筒段是箭体结构中的主要承力结构，它要承受复杂的外载荷，包 括内压、轴压、弯矩和剪切力等。大型运载火箭的轴向受压载荷远大于内压所产 生的轴向拉伸载荷，贮箱主要承受压力，因此，优选半硬壳式结构和网格加筋结 构[3]。 筒段壁厚根据筒段承力情况根据公式（1）计算确定。
摘要........................................................................................................................ 2 1 贮箱概述............................................................................................................. 3 1.1 贮箱介绍.................................................................................................. 3 1.2 贮箱功能.................................................................................................. 3 2 贮箱结构特点..................................................................................................... 3 2.1 贮箱的组成.............................................................................................. 3 2.1.1 箱底............................................................................................... 3 2.1.2 箱筒段........................................................................................... 3 2.2 贮箱分类.................................................................................................. 4 2.3 贮箱的布局.............................................................................................. 5 3 贮箱技术要求..................................................................................................... 6 3.1 贮箱的设计要求...................................................................................... 6 3.2 供液装置及其设计要求.......................................................................... 7 3.2.1 对供液装置的设计要求............................................................... 7 3.2.2 典型的供液装置........................................................................... 7 4 国内外贮箱焊接技术发展............................................................................... 10 4.1 氩弧焊.................................................................................................... 10 4.2 变极性等离子弧焊接技术.................................................................... 10 4.3 局部真空电子束焊接技术.................................................................... 11 4.4 气脉冲 TIG 和 MIG 焊接技术............................................................... 12 4.5 搅拌摩擦焊技术.................................................................................... 13 5 总结................................................................................................................... 15 参考文献.............................................................................................................. 16 2 / 16
哈尔滨工业大学飞行器制造工艺与装备
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1 贮箱概述
1.1 贮箱介绍
采用液体发动机的导弹， 必须有专用盛装液体推进剂的容器，我们把盛装液体推 进剂的容器称为贮箱。由于液体发动机必须同时具有燃烧剂和氧化剂供应系统， 所以贮箱有氧化剂箱和燃烧剂箱之分。在液体导弹上，贮箱是弹体重要的组成部 分， 而且火箭的质量， 尺寸和飞行特性主要是由贮箱的质量， 尺寸， 布局决定的。

f (P P 1)R
（1-1）
其中：f 为安全系数；ΔP 为余压；P1 为液位压力，R 为贮箱半径。 焊缝区的壁厚，可以由公式（2）计算得出： 3 / 16
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焊缝区
（1-2） R 其中：k 为材料焊接减弱系数，对于铝合金 LF6 来说，k=0．9。 加强筋的形式也根据承载情况及贮箱结构形式， 通过计算确定纵向加强筋和横向 加强框的形状、尺寸及间隔距离。加强筋可以通过挤压成型构成整体壁板，也可 以采用厚板机械铣加工而成，还可以将加强筋焊接在蒙皮上。 焊缝区
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《飞行器制造工艺与装备》课程大作业
题
目：
火箭贮箱接焊接技术发展现状研究
姓 学
名： 号：
何磊 1130830120 王扬 张宏志
授课教师：
得分
哈尔滨工业大学航空宇航制造系 2016 年 6 月 26 日
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摘要
贮箱是导弹弹体上重要的质量组成部分，负责存放推进剂，其主要由上
2.2 贮箱分类
储存液体燃料的贮箱可以分为承力贮箱和不承力贮箱两类。承力贮箱，指贮箱是 火箭体的一部分，承担着轴向力的传递作用。在承力贮箱中，贮箱的侧蒙皮，同 时也是火箭的承力外壳， 经受着火箭在飞行及在地面时所承受的内部与外部作用 力。 不承力贮箱是指贮箱只是一个为了储存液体的容器， 被固定在火箭的壳体上。 作用在不承力贮箱上的力是内部的压力和相对来说不大的轴向力（拉力或压力， 这取决于贮箱固定的方法）。 运载火箭经常使用的是承力贮箱，因为这样可以 减小火箭的重量，而不承力贮箱可便于完成绝热工作，又具有紧凑的结构，因此 多应用于航天运载火箭的末级。 贮箱的形状及特点 在选择贮箱形式时，第一需求就是尽可能地使火箭具有紧凑的结构。除此以外， 还要考虑每一种形式的优缺点。表 2-1 给出了贮箱形状及其特点的优劣分析。
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柱形贮箱有相同容量的球形贮箱具有小的表面积，因此它的绝热量也将小一些。 此外，在同一工作压力下，球形贮箱的质量要比圆柱形的小一些。 与上面几种 贮箱相比，从降低火箭质量的角度出发，可以采用球形共底贮箱（图 2-1d）。 带有球形贮箱的燃料舱适用于在飞行过程中可以抛弃贮箱热防护层的大型运载 火箭。在火箭组成的最后一级可以采用带有共底的环形贮箱（2-1e）。采用这种 燃料贮箱， 虽然相对于圆柱形和球形贮箱会使火箭的质量有一定的增加，但可以 获得最紧密的火箭结构，还可以降低火箭的外形尺寸。
表 2-1 贮箱形状及特点
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2.3 贮箱的布局
研究贮箱的几何形式和相互放置的位置，以确定贮箱的布局。贮箱的基本布
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局方案见图 2-1。液体火箭的燃料贮箱通常是分别放置的圆柱形箱体（一个贮箱 接另一个贮箱）。从火箭的整体布局、对接段和制造的工艺性考虑，这种形式的 贮箱相对来说具有较多的优点。 图 2-1a 是燃料箱和氧化剂箱分别放置的承力贮箱结构。这种贮箱在制造中 最简单。从强度角度来看贮箱有椭球形底，两个箱子之间留有一定的空间，通常 这个空间用来放置仪器和其他装置。 为了减小火箭的长度和重量，经常采用带 有共底的承力贮箱。也就是说，用一个共有的底将贮箱分为两部分：氧化剂箱的 和燃烧剂箱（图 2-1b）。为了避免燃料混合在一起，必须保证共底部分焊缝的密 封性。 除了圆柱形贮箱外，有时还采用球形贮箱。图 2-1 c 示出了不承力燃料贮箱， 它是由两个单独的球形贮箱组成的。这种球形贮箱适用于低沸点燃料，因为与圆 5 / 16