CN109649699A - 过氧化氢预加注系统及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过氧化氢预加注系统及飞行器，涉及飞行器推进剂加注技术领域，为解决难以方便快捷完成飞行器的过氧化氢加注及存储过程的问题。所述过氧化氢预加注系统包括：能够可拆卸安装于飞行器内的贮存容器，所述贮存容器具有用于供液体通过的第一接口和用于供气体通过的第二接口，所述第一接口和所述第二接口处分别设置有截止阀；所述贮存容器包括具有容纳腔的防腐内胆，以及包覆于所述防腐内胆外侧的防护外壳。所述过氧化氢预加注系统中的贮存容器可在加注完成后快速安装到飞行器内，搬运方便，使用便捷。

Description

过氧化氢预加注系统及飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器推进剂加注技术领域，尤其是涉及一种过氧化氢预加注系统及飞行器。

背景技术

航天动力系统采用无毒无污染、可贮存推进剂是未来发展的趋势，近年来，研究的重点集中在绿色推进剂方面。过氧化氢具有无毒、无污染、高密度、易贮存、高比热、分解产生大的体积膨胀和热量的优点，是一种理想的绿色推进剂。过氧化氢可以作为液体火箭发动机和固液混合火箭发动机的推进剂使用，应用前景广泛。因此，过氧化氢推进技术的研究正在广泛开展。

过氧化氢在实际使用过程中，需要加注到飞行器的发动机中。由于过氧化氢加注系统无法移动，因此需要将飞行器搬运到过氧化氢加注系统附近进行加注，加注完成后再移动到发射位置，搬运过程耗时耗力。此外，由于过氧化氢具有腐蚀性，因此无法长时间存储在飞行器内，若准备时间过长，则需泄压处理，耗时较长且浪费原料。

因此，如何方便快捷完成飞行器的过氧化氢加注及存储过程成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过氧化氢预加注系统，以解决现有技术中存在的难以方便快捷完成飞行器的过氧化氢加注及存储过程的技术问题。

本发明提供的过氧化氢预加注系统，包括：能够可拆卸安装于飞行器内的贮存容器，所述贮存容器具有用于供液体通过的第一接口和用于供气体通过的第二接口，所述第一接口和所述第二接口处分别设置有截止阀；

所述贮存容器包括具有容纳腔的防腐内胆，以及包覆于所述防腐内胆外侧的防护外壳。

在上述技术方案中，进一步地，所述防护外壳由铝材制成，所述防腐层由聚烯烃树脂制成。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括充气子系统和注液子系统，

所述充气子系统包括通气管路，所述通气管路上设置有第一手动阀和第一气动阀，所述通气管路与所述第二接口可拆卸连接；

所述注液子系统包括注液管路，所述注液管路上设置有第二手动阀和第二气动阀，所述注液管路与所述第一接口可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述通气管路上设置有过滤器和气体减压阀，在上述过滤器与所述气体减压阀之间设置有第三手动阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述通气管路上位于所述气体减压阀两侧分别设置有压力传感器，所述通气管路和所述注液管路上均设置有温度传感器。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述通气管路连通有泄压管路，所述泄压管路上设置有第四手动阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述注液管路上连通有吹除管路，所述吹除管路上设置有第五手动阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述注液管路上设置有流量计。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述贮存容器的外壁设置有卡扣结构。

相对于现有技术，本发明所述的过氧化氢预加注系统具有以下优势：

本发明提供的过氧化氢预加注系统在进行过氧化氢加注时，将贮存容器的第一接口与过氧化氢注入系统连接，以便于向贮存容器内注入过氧化氢；将第二接口与高压氮气注入系统连接，以便于向贮存容器内注入高压氮气。在过氧化氢和高压氮气均充注完成后，关闭第一接口和第二接口处的截止阀，并将第一接口和过氧化氢注入系统分离，将第二接口与高压氮气注入系统分离。

在飞行器其他发射准备过程完成后，将贮存容器安装到飞行器内，并将贮存容器的第一接口与飞行器内的发动机的过氧化氢入口连接，开启第一接口处的截止阀即可将过氧化氢充入飞行器的发动机。

由于贮存容器可拆卸安装于飞行器内，因此无需移动飞行器或者飞行器内的发动机，只需将贮存容器取出即可进行过氧化氢注入操作。且在进行过氧化氢注入操作的过程中，飞行器可同步进行其他发射准备工作，在其他准备工作均完成后，再安装贮存容器即可使用。

此外，由于贮存容器内设置有防腐内胆，因此可以延长过氧化氢的驻存时间。

综上，使用本发明提供的过氧化氢预加注系统，单独移动贮存容器到过氧化氢储罐处进行加注，搬运方便；由于贮存容器单独取出进行加注，使得过氧化氢加注的同时飞行器可进行其他准备工作，互不干扰，使得飞行器的准备效率高；在过氧化氢加注到贮存容器内后，在贮存容器内可存储较长时间，在飞行器其他准备工作完成后，贮存容器即插即用，方便快捷。

本发明的另一目的在于提出一种飞行器，以解决现有技术中存在的难以方便快捷完成飞行器的过氧化氢加注及存储过程的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种飞行器，包括机身和上述技术方案所述的过氧化氢加注系统，所述机身内安装有发动机，所述过氧化氢加注系统中的贮存容器位于所述机身内，所述发动机与所述贮存容器可拆卸连接。

所述飞行器与上述过氧化氢预加注系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统中贮存容器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统中贮存容器的的剖视图；

图4为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统中支撑结构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统中支撑结构与贮存容器的装配示意图一；

图6为本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统中支撑结构与贮存容器的装配示意图二。

图中：10-贮存容器；11-第一接口；12-第二接口；13-截止阀；14-防腐内胆；15-防护壳体；21-通气管路；22-注液管路；23-泄压管路；24-吹除管路；31-第一手动阀；32-第二手动阀；33-第三手动阀；34-第四手动阀；35-第五手动阀；41-第一气动阀；42-第二气动阀；51-过滤器；52-气体减压阀；53-温度传感器；54-压力传感器；55-流量计；60-支撑结构；61-矩形支撑框；62-连接梁；63-环形固定套。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-图4所示，本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统，包括：能够可拆卸安装于飞行器内的贮存容器10，贮存容器10具有用于供液体通过的第一接口11和用于供气体通过的第二接口12，第一接口11和第二接口12处分别设置有截止阀13；具体地，在图1中，截止阀13为手动阀门。

贮存容器10包括具有容纳腔的防腐内胆14，以及包覆于防腐内胆14外侧的防护外壳。

本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统在进行过氧化氢加注时，将贮存容器10的第一接口11与过氧化氢注入系统连接，以便于向贮存容器10内注入过氧化氢；将第二接口12与高压氮气注入系统连接，以便于向贮存容器10内注入高压氮气。在过氧化氢和高压氮气均充注完成后，关闭第一接口11和第二接口12处的截止阀13，并将第一接口11和过氧化氢注入系统分离，将第二接口12与高压氮气注入系统分离。

在飞行器其他发射准备过程完成后，将贮存容器10安装到飞行器内，并将贮存容器10的第一接口11与飞行器内的发动机的过氧化氢入口连接，开启第一接口11处的截止阀13即可将过氧化氢充入飞行器的发动机。

由于贮存容器10可拆卸安装于飞行器内，因此无需移动飞行器或者飞行器内的发动机，只需将贮存容器10取出即可进行过氧化氢注入操作。且在进行过氧化氢注入操作的过程中，飞行器可同步进行其他发射准备工作，在其他准备工作均完成后，再安装贮存容器10即可使用。

此外，由于贮存容器10内设置有防腐内胆14，因此可以延长过氧化氢的驻存时间。

综上，使用本发明实施例提供的过氧化氢预加注系统，单独移动贮存容器10到过氧化氢储罐处进行加注，搬运方便；由于贮存容器10单独取出进行加注，使得过氧化氢加注的同时飞行器可进行其他准备工作，互不干扰，使得飞行器的准备效率高；在过氧化氢加注到贮存容器10内后，在贮存容器10内可存储较长时间，在飞行器其他准备工作完成后，贮存容器10即插即用，方便快捷。

在本实施例的一种优选实施方案中，贮存容器10的防护外壳由铝材制成，防腐层由聚烯烃树脂制成。如此设置，使得贮存容器10具有机械强度优异、操作简单、杂志溶出和微粒产生少等特点。

在本实施例的一种具体实施方案中，贮存容器10还包括密封盖体，在第一接口11和第二接口12未与其他管路连通时，在第一接口11和第二接口12处均盖设有密封盖体，以在截止阀13基础上对贮存容器10进行双重密封，避免贮存容器10内液体或者气体泄漏。

上述贮存容器10可与外界的过氧化氢注入系统以及高压氮气注入系统连接以充入过氧化氢或者高压氮气。

或者，在一种优选实施方式中，过氧化氢预加注系统内还包括充气子系统和注液子系统，其中：

充气子系统包括通气管路21，通气管路21上设置有第一手动阀31和第一气动阀41，通气管路21与第二接口12可拆卸连接；

注液子系统包括注液管路22，注液管路22上设置有第二手动阀32和第二气动阀42，注液管路22与第一接口11可拆卸连接。

在充注过程中，将通气管路21与第二接口12连接，将注液管路22与第一接口11连接，然后将通气管路21与氮气储罐(气瓶)连接，将注液管路22与过氧化氢储罐连接，即可进行充注过程。

由于充气子系统和注液子系统内分别设置有手动阀和气动阀，因此充气子系统和注液子系统既可以通过控制程序进行自动控制，也可由操作人员进行手动控制。控制程序能够按照加注的时序要求对充气子系统和注液子系统进行控制，手动控制能够根据额外需求对对充气子系统和注液子系统进行补充控制，同时可在出现故障时进行紧急反应。

如图1所示，在上述任一技术方案中，进一步地，通气管路21上设置有过滤器51和气体减压阀52，在上述过滤器51与气体减压阀52之间设置有第三手动阀33。具体地，过滤器51位于通气管路21的最上游，进入通气管路21的气体首先经过过滤器51，过滤器51用于过滤气体中的杂质(例如气瓶中的铁屑)，避免杂质随气体进入通气管路21下游区域，从而保护其他部件。

请继续参阅图1，通气管路21上设置有两个压力传感器54，两个压力传感器54分别设置于气体减压阀52两侧，分别用于检测气体减压阀52上游管路中的压力，以及在气体减压阀52作用后的下游管路中的压力。通气管路21和注液管路22上均设置有温度传感器53。进一步地，在通气管路21和注液管路22上均设置有温度表和压力表，用于显示温度值和压力值，以便于操作人员查看。

在上述任一技术方案中，进一步地，通气管路21连通有泄压管路23，泄压管路23上设置有第四手动阀34。在贮存容器10内的过氧化氢放置时间过长后，可通过泄压管路23将贮存容器10内的气体泄出，从而降低贮存容器10内的压力。在贮存容器10内的气体压强大于安全值时，可以通过泄压管路23进行紧急泄压。

优选地，注液管路22上连通有吹除管路24，吹除管路24上设置有第五手动阀35。一方面，吹除管路24用于排出管路(包括通气管路21和注液管路22)内部的空气等杂质气体，在为贮存容器10加压前，先使用氮气将贮存容器10以及管路内的空气等杂质气体吹除，以保证贮存容器10内气体仅为氮气。另一方面，吹除管路24还用于吹除注液管路22内残留的过氧化氢液体。具体地，在过氧化氢加注完成后，注液管路22内会粘附有部分过氧化氢液体，为了避免残留的过氧化氢液体腐蚀注液管路22，在注液管路22拆除前，开启吹除管路24，通过通气管路21向贮存容器10内通入氮气，氮气从贮存容器10内进入注液管路22，进入注液管路22内的氮气带动注液管路22内残留的过氧化氢液体进入吹除管路24，并最终由吹除管路24排出。

在上述任一技术方案中，进一步地，注液管路22上设置有流量计55，流量计55用于测量注液管路22内过氧化氢注入过程中的流量。

进一步地，在本实施例的一种具体实施方案中，过氧化氢预加注系统还包括控制装置，控制装置分别与过氧化氢预加注系统内的流量计55、各气动阀和各传感器连接，气动阀门包括第一气动阀41和第二气动阀42，传感器包括温度传感器53和压力传感器54。

进一步地，在贮存容器10内设置有液位传感器，控制装置与液位传感器连接，通过液位传感器反馈的液位信息控制系统内各气动阀的启闭状态，从而可以在过氧化氢加注到预设液位时自动停止加注。

进一步地，控制装置与显示装置连接，显示装置可用于显示加注过程中系统内的压力、温度、液位、流量、各阀门的启闭状态等信息。此外，显示装置可设置有触控屏，触控屏可作为输入端，对控制装置进行控制，以对过氧化氢预加注系统的工作时序及各气动阀门的启闭状态进行控制。

进一步地，过氧化氢预加注系统还包括应急电源，在过氧化氢预加注系统意外断电情况下自动启用应急电源，以确保电源的稳定供应。

在本实施例的一种具体实施方式中，贮存容器10的外壁设置有卡扣结构。卡扣结构用于将贮存容器10固定到飞行器的机身内，使得贮存容器10在飞行器的机身内连接更为牢固。

进一步地，如图5和图6所示，在贮存容器10的外壁还可设置有支撑结构60。支撑结构60用于使得贮存容器10在多种不同角度均可稳定摆放，以避免贮存容器10歪倒。举例来说，当贮存容器10为圆柱形状时，支撑结构60可以为以下结构形式：支撑结构60包括矩形支撑框61、连接梁62和环形固定套63，环形固定套63位于矩形支撑框61内，且通过连接梁62与矩形支撑框61连接。环形固定套63的内径与贮存容器10的外径相等。当将圆柱形的贮存容器10沿纵向(轴向与竖直方向平行)放置时，可将支撑结构60套设于贮存容器10的底部，从而增加贮存容器10与地面(或者其他接触面)的接触面积，从而增加贮存容器10的放置稳定性。当将圆柱形的贮存容器10沿横向(轴向与水平方向平行)时，可使用多个支撑结构60，间隔套设在贮存容器10上，矩形支撑框61的其中一个侧面与地面(或者其他接触面)接触，从而避免贮存容器10在地面(或者其他接触面)滚动。

在本实施例的一种具体实施方式中，在第一接口11和第二接口12处均设置有快速接头。

实施例二

本发明实施例二提供一种飞行器，包括机身和上述实施例一提供的过氧化氢加注系统，机身内安装有发动机，过氧化氢加注系统中的贮存容器位于机身内，发动机与贮存容器可拆卸连接。

飞行器与上述过氧化氢预加注系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

进一步地，当过氧化氢预加注系统包括注液管路时，注液管路可随贮存容器一起安装到飞行器内，贮存容器通过注液管路与发动机连接，具体地，在注液管路与发动机之间连接有文式管。

进一步地，机身内设置有容纳腔，容纳腔内设置有限位块和卡槽，限位块用于限定贮存容器的位置，避免贮存容器出现抖动或者偏移，卡槽与贮存容器外侧的卡扣结构匹配，用于将贮存容器更好固定到机身内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种过氧化氢预加注系统，其特征在于，包括：能够可拆卸安装于飞行器内的贮存容器，所述贮存容器具有用于供液体通过的第一接口和用于供气体通过的第二接口，所述第一接口和所述第二接口处分别设置有截止阀；

所述贮存容器包括具有容纳腔的防腐内胆，以及包覆于所述防腐内胆外侧的防护外壳。

2.根据权利要求1所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述防护外壳由铝材制成，所述防腐层由聚烯烃树脂制成。

3.根据权利要求1或2所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，还包括充气子系统和注液子系统，

所述充气子系统包括通气管路，所述通气管路上设置有第一手动阀和第一气动阀，所述通气管路与所述第二接口可拆卸连接；

所述注液子系统包括注液管路，所述注液管路上设置有第二手动阀和第二气动阀，所述注液管路与所述第一接口可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述通气管路上设置有过滤器和气体减压阀，在上述过滤器与所述气体减压阀之间设置有第三手动阀。

5.根据权利要求4所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述通气管路上位于所述气体减压阀两侧分别设置有压力传感器，所述通气管路和所述注液管路上均设置有温度传感器。

6.根据权利要求4所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述通气管路连通有泄压管路，所述泄压管路上设置有第四手动阀。

7.根据权利要求3所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述注液管路上连通有吹除管路，所述吹除管路上设置有第五手动阀。

8.根据权利要求3所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述注液管路上设置有流量计。

9.根据权利要求1所述的过氧化氢预加注系统，其特征在于，所述贮存容器的外壁设置有卡扣结构。

10.一种飞行器，其特征在于，包括机身和如权利要求1-9任一项所述的过氧化氢加注系统，所述机身内安装有发动机，所述过氧化氢加注系统中的贮存容器位于所述机身内，所述发动机与所述贮存容器可拆卸连接。