火箭箭体连接用轻量化承托支架结构

该承托支架属于航天运载火箭舱段连接系统中的配套承力构件，主要用于箭体内部仪器舱、动力舱段内的管路、线束集成模块与舱壁主承力结构之间的过渡连接，也可适配地面火箭总装测试工装中，对模块化预装组件进行临时定位承托。在实际箭体装配场景中，这类支架需要同时承受发射阶段的轴向过载、横向振动以及级间分离时的瞬时冲击载荷，因此结构设计全程围绕减重与承力的平衡展开。从结构构型来看，支架主体采用双侧带安装耳座的桥式承力布局，两端耳座分别开设同轴定位通孔，用于穿装紧固螺栓实现与舱体预埋安装面的刚性固定，中部下沉式承托槽可直接卡接对应规格的管线集束模块或小型仪器安装板，槽体侧壁均匀布置的放射状加强筋，在不增加整体壁厚的前提下，将支架的抗弯截面模量提升了近四成，同时有效避免了薄壁结构在振动工况下的共振失稳问题。支架底部设置的两个带沉孔的定位凸台，可在装配时先卡入舱体表面的定位销孔完成预定位，降低总装阶段的对位难度，两端耳座的开孔位置预留了0.2mm的装配公差余量，可补偿舱体蒙皮焊接成型带来的小幅安装面形位误差。从安装边界来看，该支架整体长度控制在120mm级，宽度约45mm，不含耳座的主体高度约30mm，安装时所需的周边操作空间仅需在耳座外侧预留15mm的扳手操作余量，不会占用过多舱内宝贵的布设空间，中部承托槽的圆弧过渡内壁可避免对管线外层防护套造成切割损伤，所有外露棱边均做了R2以上的倒圆处理，符合航天构件的安全装配规范。设计过程中优先采用了等强度拓扑优化思路，将非承力区域的多余材料全部去除，加强筋的厚度从根部到顶端逐步递减，既保证了载荷传递路径的连续性，也将单件结构重量控制在较低水平。这类支架在实际使用中可根据布设位置的载荷差异，选择单组独立使用或多组并排串联使用，多组串联时相邻支架的耳座可共用连接螺栓，进一步减少舱体表面的开孔数量，降低主承力结构的应力集中风险。支架的材质适配范围较广，既可以采用高强度铝合金通过机加工成型用于正式飞行件，也可采用工程塑料通过3D打印快速制作样件，用于地面总装阶段的装配干涉验证，其安装孔位的标准化设计也能和同系列的不同规格承托构件实现互换，降低火箭总装的备件管理难度。