(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211352812.3 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 北京宇航系统工程研究所 地址 100076 北京市丰台区南大红门路1号 (72)发明人 李东　王珏　李林生　田建东　 曲以广　吴会强　骆洪志　胡振兴　 郭彦明　王斌　栾宇　蒋亮亮　 朱振涛　王桂娇　王业强　 (74)专利代理 机构 北京华夏正 合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11017 专利代理师 韩登营 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 力与力矩定向解耦的芯级箭体结构设计方 法及芯级箭体 (57)摘要 本申请提供了力与力矩定向解耦的芯级箭 体结构设计方法及芯级箭体。 该方法用于前捆绑 接头与芯级箭体的连接设计， 包括： 设计由芯级 箭体的第一壳体(20)来承载助推发动机(100)提 供的推力的等效纵向推力； 设计由芯级箭体的第 二壳体(30)来承载助推发动机(100)提供的推力 的等效附加弯矩， 其中， 第一壳体(20)设置在第 二壳体(30)的上方， 第一壳体(20)与第二壳体 (30)的中心轴线对齐； 设计将前捆绑 接头 （40） 设 置在第二壳体(30)的外侧， 其中， 前捆绑接头 （40） 还用于与助推发动机(100)连接， 以承载助 推发动机(100)提供的推力。 如此， 优 化了结构强 度， 满足了结构轻量 化设计要求。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 115408780 A 2022.11.29 CN 115408780 A 1.一种力与力矩定向解耦的芯级箭体结构设计方法， 其特征在于， 用于前捆绑接头与 芯级箭体的连接设计， 所述方法包括： 设计由所述芯级箭体的第一壳体(20)来承载助推发动 机(100)提供的推力的等效纵向 推力； 设计由所述芯级箭体的第二壳体(30)来承载助推发动 机(100)提供的推力的等效附加 弯矩， 其中， 所述第一壳体(20)设置在所述第二壳体(30)的上方， 所述第一壳体(20)与第二 壳体(30)的中心轴线对齐； 设计将前捆绑接头 （40） 设置在所述第二壳体(30)的外侧， 其中， 所述前捆绑接头 （40） 还用于与所述助推发动机(10 0)连接， 以承载 所述助推发动机(10 0)提供的推力。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述设计由所述芯级箭体的第一壳体(20)来承载助推发动机(100)提供的推力的等效 纵向推力， 包括： 设计所述第一壳体 （20） 的第一连接部 （21） 、 第一承载壳壁 （22） ， 将所述第一承载壳壁 （22） 与所述第一连接 部 （21） 连接； 设计所述第二壳体 （30） 的第二连接部 （31） 、 第二承载壳壁 （32） ， 将所述第二连接部 （31） 与所述第二承载壳壁 （32） 连接； 设计所述前捆绑接头 （40） 的第三连接部 （41） 、 第三传力壁板 （42） ， 所述第三连接部 （41） 与所述第三传力壁板 （42） 连接； 沿纵向， 将所述第一连接部 （21） 、 所述第二连接部 （31） 、 所述第三连接部 （41） 依次连 接； 沿横向， 将所述第二承载壳壁 （32） 与所述第三传力壁板 （42） 连接 。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述设计由所述芯级箭体的第二壳体 （30） 来承载助推发动机 （100） 提供的推力的等效 附加弯矩， 包括: 设计所述第二 壳体 （30） 的弯矩承载部 （33） ， 将所述弯矩承载部 （33） 与所述第二承载壳 壁 （32） 连接； 设计所述前捆绑接头 （40） 的弯矩传递部 （43） ， 将所述弯矩传递部 （43） 与所述第三传力 壁板 （42） 连接； 沿横向， 将所述弯 矩承载部 （3 3） 与所述弯 矩传递部 （43） 连接 。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述设计由所述芯级箭体的第二壳体 （30） 来承载助推发动机 （100） 提供的推力的等效 附加弯矩， 还包括： 设计所述弯矩承载部 （33） 包括沿纵 向延伸的承载纵板 （33C） ， 所述承载纵板 （33C） 沿纵 向分布上侧长圆孔组和下侧长圆孔组， 其中， 所述上侧长圆孔组位于所述下侧长圆孔组的 上方， 全部长圆孔的中心线重合； 沿横向， 将所述承载纵板 （3 3C） 的上部与所述第二承载壳壁 （32） 连接； 设计所述弯 矩传递部 （43） 沿纵向分布至少两列螺纹孔； 设计将上侧联接 螺柱组 （6 0A） 穿过所述上侧长圆孔组； 设计将下侧联接 螺柱组 （6 0B） 穿过所述下侧长圆孔组。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408780 A 25.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述设计由所述芯级箭体的第二壳体 （30） 来承载助推发动机 （100） 提供的推力的等效 附加弯矩， 还包括： 设计所述承载纵板 （3 3C） 包括沿纵向划分后的上侧部分和下侧部分； 设计所述上侧部分包括纵向部、 横向部， 所述纵向部与所述横向部组合 为L型； 将所述上侧部分的纵向部和横向部分别抵靠在所述第二承载壳壁 （32） 的内侧面和底 面。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述设计由所述芯级箭体的第二壳体 （30） 来承载助推发动机 （100） 提供的推力的等效 附加弯矩， 还包括： 设计所述弯矩承载部 （33） 包括至少两个纵梁， 所述纵梁包括相对设置的内侧纵向窄板 （33B） 、 外侧异形窄板及横向窄板 （3 3A） ， 并将所述外侧异形窄板作为承载纵板 （3 3C） ； 设计所述第二承载壳壁 （32） 作为外侧纵向弧形板 （32B） ， 设计所述第二承载壳壁 （32） 还包括环形横板 （32A） 、 内侧纵向弧形板 （32C） ， 将所述外侧纵向弧形板 （32B） 、 所述环形横 板 （32A） 、 所述内侧纵向弧形板 （32C） 依次连接； 设计将所述至少两个纵梁嵌合于所述外侧纵向弧形板 （32B） 、 所述环形横板 （32A） 、 及 内侧纵向弧形板 （32C） 围合而成的环形腔室； 相应地， 设计将所述第三传力壁板 （42） 抵 靠在所述外侧纵向弧形板 （32B） 并连接 。 7.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述设计将前捆绑接 头 （40） 设置在第二壳体 （3 0） 的外侧， 还 包括： 设计所述前捆绑接头 （40） 还包括助推安装翅板 （44） 、 助推安装底板 （45） ， 所述助推安 装底板 （45） 与横向成预设夹角； 设计在助推安装底板 （45） 设置贯通孔 （46） ， 以使得所述助推发动机 （100） 穿过所述贯 通孔 （46） 。 8.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 每列螺纹孔中的螺纹孔数量不小于上侧长圆孔组中的长圆孔的数量与下侧长圆孔组 中的长圆孔的数量之和。 9.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 设计将依次连接 的所述内侧纵向窄板 （33B） 、 所述横向窄板 （33A） 、 所述外侧异形窄板 组合为一体化结构的纵梁。 10.一种大型捆绑式液体运载火箭的芯级箭体， 其特征在于， 采用如权利要求1至9中任 一项所述的力与力矩定向解耦的芯级箭体结构设计方法设计得到 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408780 A 3