CN110595294B - 一种极寒地区的火箭保温防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速撤收的火箭保温防护装置及方法，包括可开合桁架筒、动力装置、滑轨和发热保温装置；在筒的立面设置了铰链和开口，从而实现了其开合功能；动力装置为桁架筒的撤收提供动力；滑轨为固定于底面的工字型钢轨，滑轨除为桁架筒撤收提供便利外，还可通过滑轮装置实现桁架筒的抗拔，从而实现了风载下的桁架筒稳定；采用本发明的防护装置施工速度快，可迅速完成完成极寒天气下的火箭装配；并可实现迅速的撤除，缩短火箭发射准备时间。

Description

一种极寒地区的火箭保温防护装置

技术领域

本发明涉及一种独立的火箭保温防护装置及方法，特别是涉及一种用于极寒地区可快速撤收的火箭保温防护装置及方法。

背景技术

火箭是一个集成了近千台套单机、数千个大小部件的复杂系统，其中涉及到一些复合材料，特别是密封用的橡胶材料，如火箭整流罩内的减震器、密闭贮箱和管路中的密封件，看似一些小部件，可它们对火箭的整体性能有着至关重要的影响。这些部件、材料往往具有低温敏感性，在极寒条件下，容易损坏失效。当处于极低外部温度条件时，需要设置专门的保温防护装置，以确保火箭所处的微环境的温度不至太低，同时又需要这一装置具备快速撤收的特征，以实现火箭发射的及时响应。车载导弹往往配置起竖发射装置(王华钰，起竖发射装置安全防护系统研究[D]，2017，武汉工程大学)，其安全防护系统主要包括监控系统和过程防护装置，保护横梁、保护纵梁、变幅油缸共同组成了防护装置。导弹发射装置是起到支撑导弹的作用，满足其发射前的准备条件，使其能达到瞄准精度，并能正确的辅助导弹起飞，但其并不具备保温防护的功能。目前也尚未检索到实现保温效果的火箭保温装置，此领域尚属空白。

发明内容

本发明针对极寒地区的火箭保温防护的需求，提出一种可快速撤收的火箭保温防护装置及方法，填补空白。其中重点需解决的技术问题为：

1)保温层材料需具有气密性、阻燃性等特性，且在极端低温条件下保持性能稳定；

2)需具备加热措施，确保外界环境温度比较低时，保温装置内环境温度能保持较高水平；

3)保温防护装置需在闭合和撤收过程中具有相当的强度和刚度可抵御外部风载；

4)能够快速撤收，且不影响火箭发射。

为解决上述技术问题，本发明设计了一种可快速撤收的火箭保温防护装置，包括可开合桁架筒、动力装置、滑轨和发热保温装置；在所述可开合桁架筒的立面设置了铰链和开口，以便实现桁架筒的开合功能，可开合桁架筒底部设有滑轮装置；所述动力装置为桁架筒的撤收提供动力；所述滑轨为固定于底面的工字型钢轨，滑轨除为桁架筒撤收提供便利外，还可通过与所述滑轮装置配合实现桁架筒的抗拔，从而实现了风载下的桁架筒稳定。

所述可开合桁架筒由工字钢柱与角钢连接件焊接而成，桁架筒旋转是通过在两根立柱腹板位置焊接耳板并以铰链连接实现的。在所述桁架筒开口处两立柱上贴有橡胶材料从而保障筒体的密封性，减少热量的耗散。

桁架筒开合动力可通过液压机械传动、电机或缆绳拉伸驱动底部滑轮滚动实现。由于桁架筒重心较高，开合及撤收过程中存在较大的不稳定性。为保障其开合及撤收过程中安全、可靠和迅速，所述动力装置优选使用液压臂和机械传动装置的组合，为桁架筒的撤收提供动力；液压臂通过“剪刀绞”式构件实现桁架的开合。

发热保温装置包括桁架外包膜材、保温材料和/或发热装置，用于防风、保温和发热。所述桁架外包膜材为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜，所述保温材料为保温涂层或保温填充物，所述保温填充物为气溶胶保温毡、酚醛泡沫、膨胀玻化微珠中的一种或以上，所述发热装置为发热毯，在所述膜材和发热装置之间设置保温材料。此外，还可在筒壁内设置通风管道，在发射台底部设置与通风管道相连的鼓风机作为发热装置。

在桁架筒中部设有“剪刀绞”式连接装置，可通过液压臂的伸缩带动整体结构的开合，当火箭需要发射时，首先第一液压臂的伸长通过“剪刀绞”式传动装置使桁架结构张开，然后第二液压臂收缩拉动整体桁架结构外移，即可完成结构的撤出。

可以将桁架筒分为两个半圆筒，在铰链柱、半圆中点柱和开口位置的柱底分别设滑轮装置，共使用5个滑轮装置、5条滑轨，所述滑轮装置为转动滑轮，在开启过程中，第一液压臂收缩产生转动力矩使滑轮沿圆弧状滑轨滑行，两个半圆筒桁架分别在转动滑轮带动下转动到直轨上；然后在第二液压臂带动下，桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成桁架筒的撤收。

优选的将桁架筒分为3部分，形成一个半圆形桁架和两个1/4圆桁架，在半圆形桁架中点柱、两个1/4圆桁架铰链柱和开口位置的柱底分别设有滑轮装置，桁架筒，共使用5个滑轮装置，其中3个位于直轨上的滑轮使用固结滑轮即可，另外两个使用转动滑轮，通过增加“轨道转向装置”，仅需铺设3条轨道即可完成轨道的开启和撤收，在开启过程中半圆形桁架底部固定，作为另外两个1/4圆桁架的着力点，两侧液压臂收缩产生转动力矩使滑轮沿圆弧状轨道滑行，1/4圆桁架旋转45°后，滑轮到达滑轨转动装置位置。轨道转向装置的电机转动通过滑轨带动滑轮转向直轨，从而实现了滑动方向的改变，然后沿直轨方向液压臂伸长，通过传动臂使桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成桁架筒的撤收。

桁架筒通过柱下滑轮组与导轨连接，实现桁架筒的抗拔，其具体结构为：工字型轨道通过卡扣固定在混凝土板上，开启和撤收过程中主轮沿轨道滑行，在工字轨道内设置两抗拔滑轮，以抵消一部分桁架运动过程中侧向力引起的竖向拉力，保障结构稳定，上部设置轴承，从而使滑轮的转向得以实现。主轮承受桁架主体的自重和压力，两抗拔滑轮可为桁架筒提供风载下抗拔力。

该设备长期处于闭合状态，该方案中撤收液压臂将长期处于开启状态。液压臂的长期外露会对其造成损失，使其可靠性降低，因此在液压臂处增加传动臂、支撑桁架和斜撑。从而可实现液压臂外伸带动整体桁架撤出。

本发明的有益效果在于：a)桁架筒结构施工速度快，可迅速完成极寒天气下的火箭装配； b)可实现迅速的撤除，缩短火箭发射准备时间。

附图说明

图1是本发明的主体结构及机械传动示意图。

图2是本发明的撤收过程示意图。

图3是本发明的桁架筒底部滑轮示意图。

图4是本发明的导轨转动装置示意图。

图5是本发明的柱间铰链示意图。

图6是本发明的保温及加热设施布置图。

附图中，相同的附图编号用来表示相同的元件或结构，其中：1-桁架筒、2-支撑桁架、 3-滑轨、4-液压臂、5-传动臂、6-加强连接梁、7-轨道转向装置、8-柱间铰链、9-转动轴承、 10-主滑轮、11-抗拔滑轮、12-铁轨紧固装置、13-混凝土底板、14-斜撑、15-发热毯、16-保温材料、17-防风膜材、18-火箭。

具体实施方式

实施例1：

一种可快速撤收的火箭保温防护装置，包括可开合桁架筒、动力装置、滑轨和发热保温装置；在可开合桁架筒的立面设置了铰链和开口，以便实现桁架筒的开合功能，可开合桁架筒底部设有滑轮装置；动力装置为桁架筒的撤收提供动力；滑轨为固定于底面的工字型钢轨，滑轨除为桁架筒撤收提供便利外，还可通过与所述滑轮装置配合实现桁架筒的抗拔，从而实现了风载下的桁架筒稳定。

桁架筒主体为两个截面为半圆的由工字型柱与角钢焊接而成的柱体桁架，在铰链柱，半圆中点柱和开口位置的柱底设有滑轮。在桁架筒中部设有“剪刀绞”式连接装置，可通过液压臂的伸缩带动整体结构的开合。当火箭需要发射时，首先第一液压臂的伸长通过“剪刀绞”式传动装置使桁架结构张开，然后第二液压臂收缩拉动整体桁架结构外移，即可完成结构的撤出。共铺设了5条轨道用于桁架筒开合及撤收。所述滑轮均为转动滑轮，开启过程中滑轮轨迹为两个同心圆，然后由曲线转为直线。桁架筒底部可转动滑轮如图3所示，工字型轨道通过卡扣12固定在混凝土底板13上，开启和撤收过程中主滑轮10沿轨道滑行，在工字轨道内设置两抗拔滑轮11，以抵消一部分桁架运动过程中侧向力引起的竖向拉力，保障结构稳定。主轮10上部设置轴承9，从而使滑轮的转向得以实现。图5为柱间铰链8示意图。为实现桁架的旋转，在转动位置设置双柱，两柱间焊接耳板并添加转动轴。图6为保温及加热设施布置图。为实现抗风保温的功能在桁架筒外表面铺设抗风膜材，以保障内部的密封性。在桁架筒内测柱面借助连接杆件悬挂发热毯，提供热量以保障箭体周围温度均衡。在防风膜材和发热毯之间填充保温材料，以减少热量损失。

实施例2：

一种可快速撤收的火箭保温防护装置，包括可开合桁架筒、动力装置、滑轨和发热保温装置；在所述可开合桁架筒的立面设置了铰链和开口，以便实现桁架筒的开合功能，可开合桁架筒底部设有滑轮装置；所述动力装置为桁架筒的撤收提供动力；所述滑轨为固定于底面的工字型钢轨，滑轨除为桁架筒撤收提供便利外，还可通过与所述滑轮装置配合实现桁架筒的抗拔，从而实现了风载下的桁架筒稳定。

将桁架筒分为如图2所示的3部分，形成一个半圆形桁架和两个1/4圆桁架，各部分桁架之间能互为“着力点”实现对称开合，不容易被卡住。在半圆形桁架中点柱、两个1/4圆桁架铰链柱和开口位置的柱底分别设有滑轮装置，桁架筒共使用5个滑轮装置，其中3个位于直轨上的滑轮使用固结滑轮即可，通过增加“轨道转向装置”，仅需铺设3条轨道即可完成轨道的开启和撤收，在桁架筒开启过程中“半圆形”桁架底部固定，作为另外两个1/4圆桁架的着力点，两侧第一液压臂可同时收缩，产生转动力矩使滑轮沿圆弧状轨道滑行，1/4圆桁架旋转45°后，滑轮到达“滑轨转动装置”位置，实现了桁架筒的快速开启。轨道转向装置中，通过电机的转动带动滑轨转动，轨道带动滑轮转向，从而实现了滑动方向的改变，不易卡住，轨道转向装置的电机转动通过滑轨带动滑轮转向直轨；沿直轨方向第二液压臂伸长，通过传动臂使桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成了桁架筒的撤收。

从图4可以得到通过增加“轨道转向装置”，轨道转向装置中，通过电机的转动带动滑轨转动，轨道带动滑轮转向，从而实现了滑动方向的改变，从而仅需铺设3条轨道即可完成轨道的开启和撤收。轨道转向装置的电机转动通过滑轨带动滑轮转向直轨。沿直轨方向液压臂伸长，通过传动臂使桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成了桁架筒的撤收。图3为桁架筒底部可转动滑轮示意图，工字型轨道通过卡扣固定在混凝土板上，开启和撤收过程中主轮沿轨道滑行。在工字轨道内设置两抗拔滑轮，以抵消一部分桁架运动过程中侧向力引起的竖向拉力，保障结构稳定。主轮上部设置轴承，从而使滑轮的转向得以实现。图5为柱间铰链示意图。为实现桁架的旋转，在转动位置设置双柱，两柱间焊接耳板并添加转动轴。图 6为保温及加热设施布置图。为实现抗风保温的功能在桁架筒外表面铺设抗风膜材，以保障内部的密封性。在桁架筒内测柱面借助连接杆件悬挂发热毯，提供热量以保障箭体周围温度均衡。在防风膜材和发热毯之间填充保温材料，以减少热量损失。桁架筒开口处两立柱上贴有橡胶材料从而保障了筒体的密封性，减少了热量的耗散；桁架筒柱通过柱下滑轮与导轨连接，实现了桁架筒的抗拔；液压臂通过“剪刀绞”式构件实现了桁架的开合。该设备长期处于闭合状态，该方案中撤收液压臂将长期处于开启状态。液压臂的长期外露会对其造成损失，使其可靠性降低，因此增加传动臂5、支撑桁架2和斜撑14。从而可实现液压臂外伸带动整体桁架撤出。

此外，前述仅说明了一些实施方式，可进行改变、修改、增加和/或变化而不偏离所公开的实施方式的范围和实质，该实施方式是示意性的而不是限制性的。此外，所说明的实施方式涉及当前考虑为最实用和最优选的实施方式，其应理解为实施方式不应限于所公开的实施方式，相反地，旨在覆盖包括在该实施方式的实质和范围内的不同的修改和等同设置。此外，上述说明的多种实施方式可与其它实施方式共同应用，如，一个实施方式的方面可与另一个实施方式的方面结合而实现再另一个实施方式。另外，任何给定组件的各独立特征或构件可构成另外的实施方式。

为了示意和说明的目的提供实施方式的前述说明，其不意图穷举或限制本公开。具体实施方式的各元件或特征通常不限于该具体实施方式，但是在可应用的情况下，即使没有具体地示出或说明，各元件或特征也是可互换且可用于选择的实施方式，还可以多种方式改变。该改变不看作从本公开偏离，且所有该改变都包括在本公开的范围内。

因此，应理解这里通过示例的方式提供了附图和说明书，以有助于对本发明的理解，且不应构成对其范围的限制。

Claims (8)

1.一种可快速撤收的火箭保温防护装置，包括可开合桁架筒、动力装置、滑轨和发热保温装置；在所述可开合桁架筒的立面设置了铰链和开口，以便实现桁架筒的开合功能，可开合桁架筒底部设有滑轮装置；所述动力装置为桁架筒的撤收提供动力；所述滑轨为固定于底面的工字型轨道，滑轨除为桁架筒撤收提供便利外，还可通过与所述滑轮装置配合实现桁架筒的抗拔，从而实现了风载下的桁架筒稳定；

所述动力装置通过液压、电机或缆绳拉伸驱动底部滑轮滚动实现，所述发热保温装置包括桁架外包膜材、保温材料和发热装置，用于防风、保温和发热；

所述桁架外包膜材为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜，所述保温材料为保温涂层或保温填充物，所述保温填充物为气溶胶保温毡、酚醛泡沫、膨胀玻化微珠中的一种或以上，所述发热装置为发热毯，在所述膜材和发热装置之间设置保温材料，在筒壁内设置通风管道，在发射台底部设置有与通风管道相连接的鼓风机也作为发热装置。

2.根据权利要求1所述的火箭保温防护装置，其特征在于：所述可开合桁架筒由工字钢柱与角钢连接件焊接而成，桁架筒的旋转是通过在两根立柱腹板位置焊接耳板并以铰链连接实现的，所述桁架筒开口处两立柱上贴有橡胶材料从而保障筒体的密封性，减少热量的耗散，所述动力装置是液压臂和机械传动装置的组合，液压臂通过“剪刀绞”式构件实现桁架的开合。

3.根据权利要求2所述的火箭保温防护装置，其特征在于：在桁架筒中部设有“剪刀绞”式连接装置，可通过液压臂的伸缩带动整体结构的开合，当火箭需要发射时，首先第一液压臂的伸长通过“剪刀绞”式传动装置使桁架结构张开，然后第二液压臂收缩拉动整体桁架结构外移，即可完成结构的撤出。

4.根据权利要求1-3任一项所述的火箭保温防护装置，其特征在于：将桁架筒分为3部分，形成一个半圆形桁架和两个1/4圆桁架，在半圆形桁架中点柱、两个1/4圆桁架铰链柱和开口位置的柱底分别设有多个滑轮装置，还包括轨道转向装置，在开启过程中半圆形桁架底部固定，作为另外两个1/4圆桁架的着力点，两侧的第一液压臂收缩产生转动力矩使滑轮沿圆弧状滑轨滑行，1/4圆桁架旋转45°后，滑轮到达轨道转向装置位置；轨道转向装置的电机转动通过滑轨带动滑轮转向直轨，从而实现了滑动方向的改变；沿直轨方向的第二液压臂伸长，通过传动臂使桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成桁架筒的撤收。

5.根据权利要求4所述的火箭保温防护装置，其特征在于：共使用5个滑轮装置，在半圆形桁架中点柱、两个1/4圆桁架铰链柱和开口位置的两个柱底分别设有滑轮装置，其中3个位于直轨上的滑轮使用固结滑轮，另外2个使用转动滑轮。

6.根据权利要求1-3任一项所述的火箭保温防护装置，其特征在于：将桁架筒分为两个半圆筒，在铰链柱、半圆中点柱和开口位置的柱底分别设有滑轮装置，共使用5个滑轮装置、5条滑轨，所述滑轮装置均为转动滑轮，在开启过程中，第一液压臂收缩产生转动力矩使滑轮沿圆弧状滑轨滑行，两个半圆筒桁架分别在转动滑轮带动下转动到直轨上；然后在第二液压臂带动下，桁架筒整体移动，并远离火箭主体，从而完成桁架筒的撤收。

7.根据权利要求1-3任一项所述的火箭保温防护装置，其特征在于：桁架筒通过柱下滑轮组与导轨连接，实现桁架筒的抗拔，其具体结构为：工字型轨道通过卡扣固定在混凝土板上，开启和撤收过程中主轮沿滑轨滑行，在工字型轨道内设置两抗拔滑轮，以抵消一部分桁架运动过程中侧向力引起的竖向拉力，保障结构稳定，上部设置轴承，从而使滑轮的转向得以实现，主轮承受桁架主体的自重和压力，两抗拔滑轮可为桁架筒提供风载下抗拔力，由于撤收液压臂将长期处于开启状态，在液压臂处设置传动臂、支撑桁架和斜撑，从而实现液压臂外伸带动整体桁架撤出。

8.一种使用权利要求3所述的火箭保温防护装置的方法，当火箭需要发射时，第一液压臂的伸长通过“剪刀绞”式传动装置使桁架结构张开，然后第二液压臂收缩拉动整体桁架结构外移，即可完成结构的撤出。

Images