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据说早先的火箭直径是由马的屁股决定的

发表时间:2020-4-2 9:31:55  作者:三圆  来源:三圆  浏览量:25660

一. 前几天收看CCTV的纪录片,讲的是中国的探月工程,从2007年嫦娥1号成功发射升空开始到实现月球表面勘探任务,每一步都在刷新着中国航天的记录。嫦娥1号与嫦娥2号相距不到三年,但是嫦娥2号的奔月时间只用了5天,比嫦娥1号缩短了一半,更先进的运载火箭起到了重要作用。

那么为什么不把运载火箭的直径做大一些呢?



过去的运载火箭多是用火车由研制地运输到发射地,火车运输难免会通过一些山体隧道,隧道的宽度往往是由铁轨决定的,再考虑到颠簸晃动因素,因此火箭的直径就要取决于铁轨的宽度。受制于此,起初的火箭都无法通过增加直径来提升运载能力。

二. 在紧固件这个知识领域里,和直径有关的,首先就能想到剪切力。

飞机机身上有成千上万个铆钉的事实足可以说明铆接在飞机组装过程中的重要性。瞥一眼任何一款飞机,仅飞机的蒙皮上恐怕就有上万个铆钉。铆钉的种类有很多,实心铆钉、抽芯铆钉,环槽钉也是铆接安装,因此也可以算是一种特殊的铆钉。在选择这类产品之前,首先要了解铆钉对铆接空间的要求,实心铆钉和环槽铆钉都需要从两侧安装,如果空间受限制或只能从一侧进行安装,那么可以选择抽芯铆钉。

螺栓的剪切力取决于螺栓的横截面积及其材料特性。剪切力是影响螺栓的力之一,当螺栓连接两个或多个零件时,每个零件通常可以在不同的方向上向螺栓施加单独的力,结果是在被连接板直径产生一个通过螺栓的剪应力,如果这个力足够大,那么螺栓会被“剪断”,

与拉伸强度不同,似乎就没有公开的剪切强度数值或相关的ASTM规范要求。但是作为一个经验分享,紧固件的剪切强度可以假定为其规范中最小抗拉强度的60%。比如其最小抗拉强度是120,000psi,那么其剪切强度可以安全地假设为70,000psi。

螺栓剪切接头可以设计为摩擦夹紧或直接剪切两种。如果选择直接剪切接头类型,则螺栓的柄杆处直接承受剪切力。当使用摩擦夹紧时,必须要确保螺栓产生的摩擦力足以防止接头的板之间产生滑动,因此如果负载是动态的话,那么选择摩擦夹紧是优选,因为它可以防止磨损。

在大多数情况下,紧固件的材料强度是可以通过技术手册查到的,这对分析特定应用中材料的强度等级十分有帮助。比如计算给定直径尺寸的紧固件实际强度值,首先通过ASTM等级的最小抗拉强度乘以直径的应力区域,即可算得该尺寸和材料等级下螺栓的极限抗拉强度。

好在随着运输工具的发展,现在除了铁路和公路运输以外,还可以选择海运。目前,长征五号运载火箭已经通过海运从天津港运抵海南文昌,待装配和测试结束后,即可择机发射,据说其直径达到了5米,已经远远超过了公路隧道的宽度。

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