本发明涉及液体运载设备领域，特别涉及一种液体随动防晃装置。
背景技术：
液体运载火箭贮箱推进剂晃动，一般是指火箭在飞行过程中因箭体振动、发动机推力变化、风切边或阵风等引起的推进剂周期性运动。液体推进剂的晃动对液体运载火箭飞行稳定性有着很大的影响。为了使运载火箭具有良好的飞行稳定性，就必须提高贮箱推进剂的晃动阻尼，抑制液体的晃动，从而达到姿态稳定的设计要求。常用的增加液体晃动阻尼的措施是在贮箱内安装多个防晃板，多个防晃板沿贮箱的深度方向层层排布，虽然对推进剂晃动有一定的抑制，但防晃板较多使贮箱整体质量较大，且该设计的防晃效果随着贮箱内液体的减少呈周期性变化，防晃效果不稳定。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能减少自重且防晃效果稳定的液体随动防晃装置，以解决上述背景技术提出的问题。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种液体随动防晃装置，包括导轨、防晃板和限位块，其中：
所述防晃板滑动设置在所述导轨上，所述防晃板朝向所导轨的侧面加工有斜面，所述防晃板漂浮在液面上；
所述限位块设置在所述导轨与所述防晃板之间，所述限位块具有相对的第一侧面以及第二侧面，所述第一侧面与所述斜面相抵，所述第二侧面与所述导轨朝向防晃板的侧面相抵；
所述防晃板受到液面浮力的作用，使所述防晃板对所述限位块产生挤压力，进而使所述限位块与所述导轨之间产生摩擦力，所述挤压力沿所述导轨走向的分解力不大于所述摩擦力，使防晃板不会脱离液面。
优选地，所述导轨包括本体，所述本体侧壁沿其长度方向开有至少一个导槽，所述防晃板一端设置有与导轨滑动配合的滑槽，所述滑槽上设有与导槽匹配的滑块。
优选地，所述本体相对两侧壁均沿其长度方向各开有一个导槽，所述滑槽相对两侧壁上设有两个滑块，两个所述滑块分别与两个所述导槽滑动配合。
优选地，所述防晃板包括板体和连接块，所述连接块与所述导轨滑动配合，所述滑槽加工在连接块上，所述斜面加工在所述滑槽的槽底，两个所述滑块均加工在连接块上。
优选地，所述防晃板的斜面与所述导轨之间的夹角为θ，所述θ满足公式1)，所述公式1)为：
ff1cosθ≥f1sinθ-m2nxg
式中：nx为轴向过载系数；
g为重力加速度，取9.81(m/s2)；
m2为限位块的质量(kg)；
f为限位块与滑动导轨间的摩擦系数；
f1为防晃板作用于限位块上的力，该力垂直于限位块与防晃板间的配合斜面，单位(n)。
优选地，所述防晃板顶面可拆卸有浮力调节机构。
优选地，所述浮力调节机构为空心结构。
优选地，所述浮力调节机构为立方体。
优选地，所述液体对所述防晃板和所述浮力调节机构的浮力为f2，所述f2满足公式2)要求，所述公式2)为：
f2≥(m1 m2)nxmaxgs
式中，nxmax为轴向过载系数最大值，不同的液体被运载时的nxmax不同；
g为重力加速度，取9.81(m/s2)；
m1为防晃板的质量(kg)；
m2为限位块的质量(kg)；
s为系数，所述s取值范围为1.2～1.5。
另一方面，本发明提供了一种液体随动防晃箱体，包括液体随动防晃装置。
本发明的有益效果：
本发明的液体随动防晃装置，通过导轨、防晃板和限位块的相互配合，使防晃板能随着液面的下降而下降，自适应承载的液面变化，且能通过导轨与限位块之间的摩擦力，使防晃板不会因液面的升起而上升，实现防晃板的自锁。
将本发明的液体随动防晃装置，应用在航天领域，随着火箭上升的燃料逐渐减少，防晃板则随燃料液面的下降而下降，实现对燃料表面的实时防晃，有利于降低液面晃动对航天器具的影响，且相较于现有的防晃设计，重量降低，也对航天器具有积极作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中沿a-a向的剖视图。
图中标记：1-导轨、101-导槽、2-限位块、3-防晃板、301-板体、302-连接块、303-滑块、4-浮力调节机构、5-箱体。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而这不应当被理解为将本发明限制为特定的实施例，仅用于解释和理解：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种液体随动防晃装置，包括导轨1、防晃板3和限位块2。
防晃板3滑动设置在导轨1上，防晃板3漂浮在液面上。
导轨1包括本体，本体为长方体状，本体侧壁沿其长度方向开有至少一个导槽101。
防晃板3包括板体301和连接块302，连接块302设置在板体301的一端，连接块302与导轨1滑动配合，限位板3的板体301的形状不限，可为方形板体也可为带有弧边的板体。板体301和连接块302可一体成型制成，在保证与导轨1配合的稳定性的同时，板体301可设计为薄板，减轻防晃板3的自重，本实施例中，防晃板3由不与溶液产生反应的材料制成。
连接块302上开有导轨1滑动配合的滑槽，滑槽的宽度略大于导轨1的宽度，以对防晃板3有较好的限位效果，缩小防晃板3位于导轨1两侧板体301的晃动空间，提升防晃板3对液体的防晃效果，滑槽上设有与导槽101匹配的滑块303，导槽101与滑块303配合，对防晃板3有限位作用，避免防晃板3脱离导轨1。两个滑块303均加工在连接块302上。
本实施例中，本体相对两侧壁均沿其长度方向各开有一个导槽101，滑槽相对两侧壁上设有两个滑块303，两个滑块303分别与两个导槽101滑动配合。相对设置的导槽101，对称且有利于提升防晃板3的稳定性和耐用度，避免单侧的导槽101和滑块303在长时间的使用后变形而导致防晃板3朝一个方向倾斜，进而导致的防晃板3对液体的防晃效果差。
防晃板3与导轨1接触的侧面加工有斜面，即斜面加工在滑槽的槽底，限位块2设置在导轨1与防晃板3的连接块302之间，限位块2一侧面与斜面相抵，限位块2另一侧面与导轨1朝向防晃板3的侧面相抵。
即在使用过程中，随着液面的下降，防晃板3下降并始终与液面接触，液体晃动过程中对防晃板3产生浮力和推力，防晃板3则将受到浮力和推力转换为对限位块2的挤压力，挤压力垂直于限位块2上与斜面相接触的面，限位块2与导轨1之间具有摩擦力，挤压力沿导轨1走向的分解力不大于摩擦力，使防晃板3不会因受到的浮力和推力脱离液面，而始终保持在液面上，与液面接触，减少液面的晃动。
防晃板3斜面与导轨1之间的夹角为θ，θ应满足以下公式要求，以使防晃板3能够达到随液面下降但不会被液面推升的效果。
公式为：ff1cosθ≥f1sinθ-m2nxg
式中：nx为轴向过载系数，在火箭起飞时，因为火箭要在极短的时间内从中间状态减速为零或者从中间状态加速到最大状态时，限位块2需要承受的轴向过载；
g为重力加速度，取9.81(m/s^2)；
m2为限位块2的质量(kg)；
f为限位块2与滑动导轨1间的摩擦系数；
f1为防晃板3作用于限位块2上的挤压力，挤压力垂直于限位块2与防晃板3间的斜面，单位(n)。
本实施例中，防晃板3顶面可拆卸有浮力调节机构4，可通过卡接、螺栓等方式实现可拆卸连接，所述浮力调节机构4为空心结构，相较于实心结构，空心结构在重量小的情况下能够提供更大的浮力，浮力调节机构4具有多种规格，不同规格体积不同。浮力调节机构4采用不与溶液产生反应的材料制成，通过其浸没在液体中的体积，改变液体对防晃板3的浮力大小，使防晃板3能够保持漂浮在液面上的效果。可针对待防晃的液体的密度，更换不同体积的浮力调节机构4，使防晃板3的防晃效果均处于较好的状态，液体密度大，则选用的浮力调节机构4的体积大，液体密度小，则选用的浮力调节机构4的体积小，浮力调节机构4为立方体，立方体的结构更便于制作，便于其体积的计算。
液体对防晃板3和浮力调节机构4的浮力f2应满足以下公式要求，
f2≥(m1 m2)nxmaxgs
式中，nxmax为轴向过载系数最大值，不同的液体被运载时的nxmax不同；
g为重力加速度，取9.81(m/s^2)；
m1为防晃板3的质量(kg)；
m2为限位块2的质量(kg)；
s为系数，s取值范围为1.2～1.5。该取值范围来自于实验结果。
根据本实施例制作的一种液体随动防晃箱体5，包括箱体5，箱体5中安装有数组液体随动防晃装置，数个导轨1沿箱体5的深度方向设置，根据承载液体的密度选择合适的浮力调节机构4，并两浮力调节机构4安装在防晃板3上，将防晃板3滑动安装在导轨1上，再将各个限位块2插入对应的导轨1与防晃板3之间，闭合箱体5，注入承载的液体。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。
1.一种液体随动防晃装置，其特征在于：包括导轨、防晃板和限位块，其中：
所述防晃板滑动设置在所述导轨上，所述防晃板朝向所导轨的侧面加工有斜面，所述防晃板漂浮在液面上；
所述限位块设置在所述导轨与所述防晃板之间，所述限位块具有相对的第一侧面以及第二侧面，所述第一侧面与所述斜面相抵，所述第二侧面与所述导轨朝向防晃板的侧面相抵；
所述防晃板受到液面浮力的作用，使所述防晃板对所述限位块产生挤压力，进而使所述限位块与所述导轨之间产生摩擦力，所述挤压力沿所述导轨走向的分解力不大于所述摩擦力，使防晃板不会脱离液面。
2.根据权利要求1所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述导轨包括本体，所述本体侧壁沿其长度方向开有至少一个导槽，所述防晃板一端设置有与导轨滑动配合的滑槽，所述滑槽上设有与导槽匹配的滑块。
3.根据权利要求2所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述本体相对两侧壁均沿其长度方向各开有一个导槽，所述滑槽相对两侧壁上设有两个滑块，两个所述滑块分别与两个所述导槽滑动配合。
4.根据权利要求3所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述防晃板包括板体和连接块，所述连接块与所述导轨滑动配合，所述滑槽加工在连接块上，所述斜面加工在所述滑槽的槽底，两个所述滑块均加工在连接块上。
5.根据权利要求1或4所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述防晃板的斜面与所述导轨之间的夹角为θ，所述θ满足公式1)，所述公式1)为：
ff1cosθ≥f1sinθ-m2nxg
式中：nx为轴向过载系数；
g为重力加速度，取9.81(m/s2)；
m2为限位块的质量(kg)；
f为限位块与滑动导轨间的摩擦系数；
f1为防晃板作用于限位块上的力，该力垂直于限位块与防晃板间的配合斜面，单位(n)。
6.根据权利要求1所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述防晃板顶面可拆卸有浮力调节机构。
7.根据权利要求6所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述浮力调节机构为空心结构。
8.根据权利要求7所述的液体随动防晃装置，其特征在于：所述浮力调节机构为立方体。
9.根据权利要求6所述的液体随动防晃装置，其特征在于：其特征在于：所述液体对所述防晃板和所述浮力调节机构的浮力为f2，所述f2满足公式2)要求，所述公式2)为：
f2≥(m1 m2)nxmaxgs
式中，nxmax为轴向过载系数最大值，不同的液体被运载时的nxmax不同；
g为重力加速度，取9.81(m/s2)；
m1为防晃板的质量(kg)；
m2为限位块的质量(kg)；
s为系数，所述s取值范围为1.2～1.5。
10.一种液体随动防晃箱体，其特征在于：包括权利要求1～9任一所述的液体随动防晃装置。
技术总结