ULA火箭船尾支撑连接支架结构

该支撑支架应用于运载火箭船尾段的部段连接场景，主要承担船尾外侧附属组件与主箭体结构之间的载荷传递功能，在火箭飞行过程中，需要承受起飞阶段的轴向过载、跨音速段的气动抖振载荷，以及级间分离瞬间的冲击载荷，同时还要适配箭体飞行过程中的温度交变环境，避免结构出现应力集中导致的失效问题。从结构设计来看，支架采用对称式双安装耳座搭配中部镂空连接梁的构型，两端的耳座分别设置同轴安装孔，一端用于对接箭体主承力壁板的预装接头，另一端用于固定船尾段的外置管路或整流附件，耳座的孔位周边做了局部加厚处理，能够分散螺栓紧固时的压应力，避免长期受载下出现孔边开裂的问题。中部的连接梁采用多道平行筋条的镂空设计，在保证整体抗弯、抗扭刚度满足载荷要求的前提下，尽可能削减结构自身重量，适配航天产品对结构重量的严苛控制要求，筋条的过渡位置全部采用大圆角顺滑衔接，没有直角突变结构，能够有效降低应力集中系数，提升结构的疲劳寿命。从安装边界来看，支架两端耳座的安装孔位同轴度公差控制在0.1mm以内，安装贴合面的平面度公差不超过0.05mm，能够保证对接安装时不会出现强制装配产生的附加内应力，支架的整体外轮廓尺寸适配船尾段的安装间隙，不会与周边的管路、线缆支架产生运动干涉，在箭体总装阶段可以直接通过标准紧固件完成快速装配，不需要额外进行现场修配。设计过程中充分考虑了注塑成型的工艺特性，所有结构的拔模斜度统一设置为1.5度，筋条厚度均匀控制在3mm，避免成型过程中出现缩痕、缺胶等工艺缺陷，同时材料选用耐高温、高强度的工程塑料，能够耐受火箭飞行过程中气动加热产生的高温环境，同时具备足够的比强度，在轻量化的前提下满足结构承载要求。支架的构型经过多轮拓扑优化，去除了所有非承力区域的多余材料，在相同承载能力下，相比传统的实心金属支架重量降低60%以上，能够有效提升火箭的有效载荷运载能力，同时对称式的结构设计也降低了模具开发的复杂度，适合小批量快速生产配套。