(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 202111670118.1 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 航天科工火箭 技术有限公司 地址 430000 湖北省武汉市新洲区阳逻经 济开发区红岗村阳逻开发区管委会五 楼504室 (72)发明人 宋心成　郑洪伟　刘重洋　田鹏宇　 兰薇薇　刘访　孙康　刘力宇　 黄陈哲　周前坤　崔敏亮　 (74)专利代理 机构 武汉智汇为专利代理事务所 (普通合伙) 42235 专利代理师 杨为国 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种液体火箭上面级贮箱防晃装置的设计 方法 (57)摘要 本发明涉及一种液体火箭上面级贮箱防晃 装置的设计方法。 包括如下步骤： 确定目标晃动 阻尼值； 初步估算阻尼大小； 通过对防晃板宽度 进行设计调整， 得到相应的阻尼大小； 通过流体 仿真计算软件以VOF多相流进行晃动仿真分析， 获取确切的晃动阻尼； 通过仿真输出的晃动力数 据选取最大晃动力， 选取 弹簧。 其有益效果为： 仅 需一块防晃板便能在较宽的液位范围内提供较 高且稳定的晃动阻尼， 结构简单可靠， 易于装配， 减少了防晃装置的质量， 增加了箭体承载能力， 减小了焊缝， 提高了上面级贮箱的安全性， 上面 级火箭发动机开始点火后， 依然可提供晃动阻 尼， 设计更迅速， 适应快速迭代需求， 可移动的防 晃板可根据需要 进行调整， 适应不同任务需求。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114519234 A 2022.05.20 CN 114519234 A 1.一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法， 基于弹簧固定防晃板的防晃结构， 其特征在于， 包括如下步骤： 确定目标晃动阻尼值； 初步估算阻尼大小； 通过对防晃板 宽度进行设计调整， 得到相应的阻尼大小； 通过流体仿真计算软件以VOF多相流进行晃动仿真 分析， 获取确 切的晃动阻尼； 通过仿真输出的晃动力数据选取最大晃动力， 选取弹簧。 2.根据权利要求1所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃装置， 其特征在于， 晃动阻尼的 大小可通过如下公式初步估算： 其中， ζ 为阻尼， W 为环形防晃板的宽度， δ 为晃动幅度， R为液面半径。 3.根据权利要求1所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法， 其特征在于， 通过流体仿 真计算软件以VOF多相流进 行晃动仿 真分析， 获取确切的晃动阻尼的仿 真中， 上 面级贮箱 壁面假设为刚性壁面条件， 仅考虑空气、 液体两种流体， 给液体域施加一个初始横 向速度进行瞬态分析， 获取晃动时作用于贮箱壁 面的晃动力， 通过如下公式计算： F＝F0e‑wζt cos(wt+θ ) 其中F为晃动力， ζ 为阻尼， t为晃动时间， w 为晃动频率， θ 为相位角。 4.根据权利要求3所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法， 其特征在于， 初始横向速度大小通过如下公式确定： 其中： Nx为过载系数， g为当地重力加速度， H为当前 液位距离贮箱 底的高度。 5.根据权利要求3或4所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构的设计方法， 其特征在 于， 单根所述弹簧装置的选取原则是： 弹簧的自由长度选取为0.3R， R为贮箱的圆柱段半径， 弹簧可调节范围不小于 0.15R， 弹簧的弹性系数需满足 0.3Rk+0.26 5Fmax≥mNxg 其中Fmax为最大晃动力， 通过仿真输出的晃动力数据中进行选取， m为防晃板的质量， k 为弹簧的弹性系数， x为弹簧的最大拉伸位移。 6.一种液体火箭上面级贮箱防晃结构， 其特征在于， 包括防晃板和弹簧装置， 所述弹簧 装置的一端与上面级贮箱内壁连接， 另一端与所述防晃板连接 。 7.根据权利要求6所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构， 其特征在于， 所述防晃板权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114519234 A 2为圆环形， 与上面级贮箱轴线垂直且同圆心。 8.根据权利要求6或7所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构， 其特征在于， 所述弹 簧装置包括至少三 根弹簧。 9.根据权利要求8所述的一种液体火箭上面级贮箱防晃结构， 其特征在于， 所述弹簧装 置的一端与上面级贮箱内壁焊接连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114519234 A 3