轻量化ULA火箭连接支架结构设计

在航天运载设备的结构系统中，连接支架是承担载荷传递、部件定位的核心承载构件，这类零件的设计直接影响箭体局部结构的重量冗余与载荷传递效率，尤其在ULA这类运载火箭的部段连接场景中，支架需要同时兼顾多安装点的定位精度、交变载荷下的结构强度，以及严格的重量控制要求，避免不必要的结构重量挤占运载载荷配额。

这款支架采用一体化铣削成型的结构思路，主体为连续变截面的梁式构型，两端设置带铰接孔的连接端，中部通过平滑过渡的腹板连接两个主承载端，下方延伸出两个带安装孔的垂向支耳，整体形成四点支撑的承载布局，能够将上部铰接点传递的径向、轴向载荷通过腹板分流到下方两个支耳的安装点位，避免局部应力集中导致的结构失效。设计过程中针对螺栓连接区域做了专门的边距控制，所有螺栓孔周圈的最小边缘距离均控制在孔径2倍范围内，既保证连接接触面有足够的承压面积，避免安装时出现孔边压溃的问题，又不会因为边距过大造成不必要的材料堆积。

结构加强方面，在三个主要载荷传递路径上布置了一体化成型的肋板，肋板的走向完全贴合主应力迹线方向，将铰接点、支耳安装点之间的传力路径做了连续化处理，没有出现结构突变的直角区域，所有转角位置均做了圆弧过渡，降低交变载荷下的应力集中系数。支架的铰接端采用半开放的筒式结构，内部做了镂空减重处理，在保证铰接孔周圈壁厚满足承压要求的前提下，去除了非承载区域的多余材料，下方支耳同样采用轮辐式镂空结构，在保证安装面平面度、连接刚度的前提下，最大程度削减了非必要的结构重量。

安装边界上，支架的四个连接点位的孔位公差需要匹配箭体对应安装面的位置度要求，铰接孔的内径尺寸适配对应规格的铰接销轴，安装时支耳端面与对接结构面完全贴合，螺栓穿过支耳安装孔后按规定力矩锁紧，即可完成支架的固定。实际使用中，这类支架主要承担箭体部段之间的连接载荷，以及飞行过程中的振动、过载传递，经过结构优化后的支架在重量控制上有明显优势，同时应力水平控制在材料许用范围内，能够满足运载火箭飞行工况下的强度、刚度要求，不会出现过大的变形影响相邻部件的工作间隙。