航天火箭轻量化连接固定支架结构

该支架属于航天运载火箭箭体配套的连接承载构件，主要应用于火箭部段间的辅助载荷传递场景，承担相邻舱段管线、小型附属组件的定位固定功能，在火箭飞行过程中需承受起飞阶段的振动过载、飞行段的气动扰动载荷以及级间分离瞬间的瞬时冲击，对结构的比强度要求极高，不能出现多余重量挤占有效载荷配额。从结构设计逻辑来看，该构件采用了拓扑优化后的仿生镂空构型，在保留原始安装接口位置、整体轮廓边界的前提下，对非承载区域的材料做了最大化去除，两侧的立耳安装位保留了完整的实体承力结构，孔位同轴度公差控制在装配要求范围内，可直接与标准紧固件配合完成安装，无需额外的配钻加工。底部两端的安装基座做了局部加厚处理，对应螺栓连接的承压面做了平整化设计，避免安装时出现应力集中导致的局部压溃问题，中间连接段采用了渐变式的镂空筋条布局，筋条走向完全匹配主应力传递路径，既保证了整体结构的抗弯、抗扭刚度，又最大限度削减了非必要的材料堆积。从安装边界来看，该支架的两个上置安装耳的孔中心距、下安装面的定位尺寸完全适配原有箭体的安装接口，不需要对原有舱段的连接结构做任何修改即可实现替换安装，整体外轮廓无突出的尖锐棱角，所有镂空区域的边角都做了圆弧过渡处理，既可以减少飞行过程中的气动阻力影响，也能避免增材制造过程中出现支撑残留、应力开裂的问题。考虑到航天场景下的制造工艺适配性，该结构的所有镂空区域都设计了自支撑角度，采用熔融沉积成型工艺加工时不需要额外添加内部支撑，仅需对安装孔、贴合面做少量后处理即可达到装配精度要求，最小壁厚控制在工艺允许的可靠范围内，不会出现打印过程中的薄壁变形、填充不足等缺陷。在实际使用中，该支架可替代原有同位置的实体金属支架，在承载能力满足设计指标的前提下大幅降低自身重量，对于火箭这类对重量克级敏感的运载装备而言，每减少一克结构重量都能对应提升有效载荷的搭载能力，同时镂空结构也能减少结构在温度交变环境下的热变形量，适配箭体在太空环境下的极端温度变化工况，避免因热胀冷缩导致的连接预紧力变化、安装定位偏移问题。