CN109720604A - 介质供应结构、姿轨控动力系统及火箭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火箭技术领域，具体涉及一种介质供应结构、姿轨控动力系统及火箭。一种介质供应结构，包括：壳体，设有容纳腔，壳体的底部适于连接待分离组件，且待分离组件在容纳腔轴向上的投影至少部分位于容纳腔中；分离结构，设于容纳腔中，具有连接于容纳腔的腔壁上并远离容纳腔底部的第一状态，及在解除与容纳腔的腔壁之间的连接后使待分离组件与壳体分离的第二状态；驱动装置，适于在接收到分离指令时，解除分离结构与容纳腔腔壁之间的连接，并驱动分离结构到达第二状态。通过设置分离结构，具有不影响介质供应的第一状态，以及将待分离组件与壳体分离的第二状态，减少了姿轨控动力系统后续飞行的重量，提高了有效载荷的携带能力。

Description

介质供应结构、姿轨控动力系统及火箭

技术领域

本发明涉及火箭技术领域，具体涉及一种介质供应结构、姿轨控动力系统及火箭。

背景技术

火箭在飞行过程中需要进行姿态和轨道的调整控制，姿轨控动力系统是火箭飞行过程中姿态调整的执行机构，火箭不同飞行段需要的姿控发动机推力大小不同、推力器的配置位置也会有所区别。目前采用的方式之一是，在火箭不同子级设置多套姿轨控动力系统，每套系统均完整配置气液路供应系统和相应的推力器，这种方式部件配套数量多、结构复杂，气液路供应系统不能共用。

为了减少系统的组件数量，现有技术中还公开了另外的方式，就是全箭配置一套配有多种推力规格的姿轨控动力系统，共用气液路供应系统，对于这种方式，通常采用姿轨控动力系统上的介质供应结构对推力器进行介质供应，介质供应结构上设有与介质源连通的介质入口，及与推力器连通的介质出口，介质从介质源通过介质供应结构供向推力器实现对推力器的介质供应，进而使得推力器对火箭提供动力，但推力器完成时段工作任务后不能被分离掉，只能继续随动力系统参加火箭的后续飞行，增加了火箭的配备重量，降低了有效载荷的运载能力。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的火箭姿轨控动力系统的有效载荷运载能力较低的缺陷，从而提供一种能够增加有效载荷携带能力的介质供应结构、姿轨控动力系统及火箭。

一种介质供应结构，适于对姿轨控动力系统中的待分离组件进行介质供应，包括：

壳体，设有容纳腔，所述壳体的底部适于连接待分离组件，且所述待分离组件在所述容纳腔轴向上的投影至少部分位于所述容纳腔中；

分离结构，设于所述容纳腔中，具有连接于所述容纳腔的腔壁上并远离所述容纳腔底部的第一状态，及在解除与所述容纳腔的腔壁之间的连接后到达所述容纳腔底部、并使所述待分离组件与所述壳体分离的第二状态；

驱动装置，适于在接收到分离指令时，解除所述分离结构与所述容纳腔腔壁之间的连接，并驱动所述分离结构到达所述第二状态。

所述分离结构处于所述第一状态时，与所述容纳腔的腔壁通过连接件连接。

所述连接件沿所述容纳腔的径向连接所述分离结构与所述容纳腔的腔壁。

所述连接件为销钉。

所述驱动装置包括：

置物腔，设于所述壳体上，并与所述容纳腔连通；

火工品，设于所述置物腔中，适于在被引爆的状态下切断分离结构与容纳腔腔壁的连接，并驱动所述分离结构到达所述第二状态；

控制器，适于在接收到分离命令时，控制所述火工品引爆。

所述分离结构朝向所述待分离组件的端面外周缘上设有凸尖，所述凸尖适于在所述分离结构处于所述第二状态时切断所述待分离组件与所述壳体的连接。

所述凸尖为沿所述分离结构朝向所述待分离组件的端面的周向延伸的环状结构。

所述壳体上还设有与介质源连通的介质入口，及与所述待分离组件连通的介质出口；所述分离结构处于所述第一状态时，所述介质入口通过所述容纳腔与所述介质出口连通；所述分离结构处于所述第二状态时，阻断所述介质入口与所述容纳腔的连通。

所述分离结构的底部外周壁形成有第一锥面，所述容纳腔的底部对应形成有与所述第一锥面适配的第二锥面。

所述分离结构的外周壁与所述容纳腔的腔壁之间设置有至少一个密封圈，适于对所述分离结构的外周壁与所述容纳腔的腔壁之间进行密封。

所述待分离组件包括：

介质供应总管，包括第一端和第二端，所述第一端与所述容纳腔连通；

至少一个推力器，分别与所述第二端连通。

一种姿轨控动力系统，包括上述的介质供应结构。

一种火箭，包括上述的姿轨控动力系统。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的介质供应结构，适于对姿轨控动力系统中的待分离组件进行介质供应，包括：壳体，设有容纳腔，所述壳体的底部适于连接待分离组件，且所述待分离组件在所述容纳腔轴向上的投影至少部分位于所述容纳腔中；分离结构，设于所述容纳腔中，具有连接于所述容纳腔的腔壁上并远离所述容纳腔底部的第一状态，及在解除与所述容纳腔的腔壁之间的连接后到达所述容纳腔底部、并使所述待分离组件与所述壳体分离的第二状态；驱动装置，适于在接收到分离指令时，解除所述分离结构与所述容纳腔腔壁之间的连接，并驱动所述分离结构到达所述第二状态。通过在介质供应结构中设置分离结构，具有连接于容纳腔腔壁上且远离容纳腔底部的第一状态，使得分离结构的设置不影响介质的供应，当驱动装置在接到分离指令时，驱动装置解除分离结构与容纳腔腔壁之间的联系，并驱动分离结构运动至将待分离组件与壳体分离的第二状态，使得姿轨控动力系统中已完成工作任务的组件进行自动化分离，减少了姿轨控动力系统后续飞行的重量，提高了有效载荷的携带能力。

2.本发明提供的介质供应结构，所述驱动装置包括：置物腔，设于所述壳体上，并与所述容纳腔连通；火工品，设于所述置物腔中，适于在被引爆的状态下切断分离结构与容纳腔腔壁的连接，并驱动所述分离结构到达所述第二状态；控制器，适于在接收到分离命令时，控制所述火工品引爆。通过将火工品作为驱动源，为分离结构提供驱动力，能够保证分离结构与容纳腔腔壁的分离以及待分离组件与壳体的分离，且驱动源的获取比较方便。

3.本发明提供的介质供应结构，所述分离结构朝向所述待分离组件的端面外周缘上设有凸尖，所述凸尖适于在所述分离结构处于所述第二状态时切断所述待分离组件与所述壳体的连接。通过将分离结构朝向待分离组件的端面外周缘上设置凸尖，使得分离结构向下运动至第二状态时与待分离组件的接触面更小，单位面积受到的力更大，进而分离结构更容易将待分离组件与壳体切断连接，切离效果更好。

4.本发明提供的介质供应结构，所述壳体上还设有与介质供应结构连通的介质入口，及与所述待分离组件连通的介质出口；所述分离结构处于所述第一状态时，所述介质入口通过所述容纳腔与所述介质出口连通；所述分离结构处于所述第二状态时，阻断所述介质入口与所述容纳腔的连通。通过在壳体上设置介质入口，分离结构处于第一状态时，不影响介质向待分离组件的供应，即可实现不同的待分离组件可共用介质供应结构，减少姿轨控动力系统的组件配套数量，简化系统配置。

5.本发明提供的介质供应结构，所述分离结构的底部外周壁形成有第一锥面，所述容纳腔的底部对应形成有与所述第一锥面适配的第二锥面。通过将分离结构的底部和容纳腔的底部均设置成适配的锥面形式，使得分离结构在处于第二状态时，分离结构和容纳腔的底部之间密封效果更好，保证了待分离组件被分离掉后，容纳腔内部介质流道的密封性能。

6.本发明提供的介质供应结构，所述分离结构的外周壁与所述容纳腔的腔壁之间设置有至少一个密封圈，适于对所述分离结构的外周壁与所述容纳腔的腔壁之间进行密封。通过在分离结构的外周壁与容纳腔的腔壁之间设置密封圈，使得分离结构与容纳腔的周壁之间的密封效果更好，既保证了介质供应过程中，分离结构与容纳腔腔壁的密封性能，防止介质向与待分离组件不同的方向流动，又保证了待分离组件被分离掉后，容纳腔内部介质流道的周壁密封性能。

7.本发明提供的介质供应结构，所述待分离组件包括：介质供应总管，包括第一端和第二端，所述第一端与所述容纳腔连通；至少一个推力器，分别与所述第二端连通。通过设置介质供应总管，实现了介质从容纳腔向推力器的供应，保证了推力器的正常运行，且使得介质供应结构的整体结构更加简化和紧凑。

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为本发明的介质供应结构的分离结构处于第一状态的剖视图；

图2为本发明的介质供应结构的分离结构处于第二状态的剖视图。

附图标记说明：

1－壳体；2－容纳腔；3－介质供应总管；4－分离结构；5－凸尖；6－销钉；7－介质入口；8－第一锥面；9－第二锥面；10－密封圈；11－销钉孔。

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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例中提供了一种介质供应结构，适于对姿轨控动力系统中的待分离组件进行介质供应，包括：壳体1、分离结构4和驱动装置。

壳体1，设有容纳腔2，壳体1的底部适于连接待分离组件，且待分离组件在容纳腔2轴向上的投影至少部分位于容纳腔2中；分离结构4，设于容纳腔2中，具有连接于容纳腔2的腔壁上并远离容纳腔2底部的第一状态，及在解除与容纳腔2的腔壁之间的连接后到达容纳腔2底部、并使待分离组件与壳体1分离的第二状态；驱动装置，适于在接收到分离指令时，解除分离结构4与容纳腔2腔壁之间的连接，并驱动分离结构4到达第二状态。

通过在介质供应结构中设置分离结构4，具有连接于容纳腔2腔壁上且远离容纳腔2底部的第一状态，使得分离结构4的设置不影响介质的供应，当驱动装置在接到分离指令时，驱动装置解除分离结构4与容纳腔2腔壁之间的联系，并驱动分离结构4运动至待分离组件与壳体1分离的第二状态，使得姿轨控动力系统中已完成工作任务的组件进行自动化分离，减少了姿轨控动力系统后续飞行的重量，提高了有效载荷的携带能力。

具体地，本实施例中的分离结构4处于第一状态时，与容纳腔2的腔壁通过连接件连接，且连接件沿容纳腔2的径向连接分离结构4与容纳腔2的腔壁。进一步地，本实施例中的连接件为销钉6，分离结构4上对应设置有销钉孔11。作为可变换的实施方式，也可以是，分离结构4处于第一状态时，与容纳腔2的腔壁直接焊接连接或采用其他方式进行连接。

本实施例中的驱动装置包括：置物腔，设于壳体1上，并与容纳腔2连通；火工品，设于置物腔中，适于在被引爆的状态下切断分离结构4与容纳腔2腔壁的连接，并驱动分离结构4到达第二状态；控制器，适于在接收到分离命令时，控制火工品引爆。通过设置火工品作为驱动源，为分离结构4提供驱动力，能够保证分离结构4与容纳腔2腔壁的分离以及待分离组件与壳体1的分离，且驱动源的获取比较方便。具体地，本实施例中的置物腔设于壳体1位于容纳腔2的上方。作为可变换的实施方式，也可以是，置物腔设置于壳体1的其他位置，只要能够满足与容纳腔2连通，向分离结构4提供动力即可。作为可变换的实施方式，驱动源可以由其它方式替代。

为了便于切断待分离组件与壳体的连接，本实施例中的分离结构4朝向待分离组件的端面外周缘上设有凸尖5，凸尖5适于在分离结构4处于第二状态时切断待分离组件与壳体1的连接，具体地，本实施例中的凸尖5为沿分离结构4朝向待分离组件的端面的周向延伸的环状结构。通过将分离结构4朝向待分离组件的端面外周缘上设置凸尖5，使得分离结构4向下运动至第二状态时与待分离组件的接触面更小，单位面积受到的力更大，进而分离结构4更容易将待分离组件与壳体1切断连接，切离效果更好。作为可变换的实施方式，也可以是，分离结构4上不设置凸尖5。

本实施例中的壳体1上还设有与介质源连通的介质入口7，及与待分离组件连通的介质出口；分离结构4处于第一状态时，介质入口7通过容纳腔2与介质出口连通；分离结构4处于第二状态时，阻断介质入口7与容纳腔2的连通。具体地，本实施例中的介质源为推进剂的贮箱。通过在壳体1上设置介质入口7，分离结构4处于第一状态时，不影响介质向待分离组件的供应，即可实现不同的待分离组件可共用介质供应结构，减少姿轨控动力系统的组件配套数量，简化系统配置。

本实施例中的分离结构4的底部外周壁形成有第一锥面8，容纳腔2的底部对应形成有与第一锥面8适配的第二锥面9。通过将分离结构4的底部和容纳腔2的底部均设置成适配的锥面形式，使得分离结构4在处于第二状态时，分离结构4和容纳腔2的底部之间密封效果更好，保证了待分离组件被分离掉后，容纳腔2内部介质流道的密封性能。作为可变换的实施方式，也可以是，分离结构4的底部外周壁的面与容纳腔2的底部的对应设置的面形成为圆形或者是其他形状。

本实施例中的分离结构4的外周壁与容纳腔2的腔壁之间设置有至少一个密封圈10，适于对分离结构4的外周壁与容纳腔2的腔壁之间进行密封。具体地，本实施例中的密封圈10设置有4个。作为可变换的实施方式，也可以是，密封圈10设置为1个或者是能够满足密封需求的其他个数。通过在分离结构4的外周壁与容纳腔2的腔壁之间设置密封圈10，使得分离结构4与容纳腔2的周壁之间的密封效果更好，既保证了介质供应过程中，分离结构4与容纳腔2腔壁的密封性能，防止介质向与待分离组件不同的方向流动，又保证了待分离组件被分离掉后，容纳腔2内部介质流道的周壁密封性能。

本实施例中的待分离组件包括：介质供应总管3，包括第一端和第二端，第一端与容纳腔2连通；至少一个推力器，分别与第二端连通。通过设置介质供应总管3，实现了介质从容纳腔2向推力器的供应，保证了推力器的正常运行，且使得介质供应结构的结构更加简化和紧凑。作为可变换的实施方式，也可以是，介质供应总管3上设置对应多个推力器的多个端口，以向推力器供应介质。

本实施例中还提供了一种姿轨控动力系统，包括上述的介质供应结构。

本实施例中还提供了一种火箭，包括上述的姿轨控动力系统。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种介质供应结构，适于对姿轨控动力系统中的待分离组件进行介质供应，其特征在于，包括：

壳体(1)，设有容纳腔(2)，所述壳体(1)的底部适于连接待分离组件，且所述待分离组件在所述容纳腔(2)轴向上的投影至少部分位于所述容纳腔(2)中；

分离结构(4)，设于所述容纳腔(2)中，具有连接于所述容纳腔(2)的腔壁上并远离所述容纳腔(2)底部的第一状态，及在解除与所述容纳腔(2)的腔壁之间的连接后到达所述容纳腔(2)底部、并使所述待分离组件与所述壳体(1)分离的第二状态；

驱动装置，适于在接收到分离指令时，解除所述分离结构(4)与所述容纳腔(2)腔壁之间的连接，并驱动所述分离结构(4)到达所述第二状态。

2.根据权利要求1所述的介质供应结构，其特征在于，所述分离结构(4)处于所述第一状态时，与所述容纳腔(2)的腔壁通过连接件连接。

3.根据权利要求2所述的介质供应结构，其特征在于，所述连接件沿所述容纳腔(2)的径向连接所述分离结构(4)与所述容纳腔(2)的腔壁。

4.根据权利要求3所述的介质供应结构，其特征在于，所述连接件为销钉(6)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的介质供应结构，其特征在于，所述驱动装置包括：

置物腔，设于所述壳体(1)上，并与所述容纳腔(2)连通；

火工品，设于所述置物腔中，适于在被引爆的状态下切断分离结构(4)与容纳腔(2)腔壁的连接，并驱动所述分离结构(4)到达所述第二状态；

控制器，适于在接收到分离命令时，控制所述火工品引爆。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的介质供应结构，其特征在于，所述分离结构(4)朝向所述待分离组件的端面外周缘上设有凸尖(5)，所述凸尖(5)适于在所述分离结构(4)处于所述第二状态时切断所述待分离组件与所述壳体(1)的连接。

7.根据权利要求6所述的介质供应结构，其特征在于，所述凸尖(5)为沿所述分离结构(4)朝向所述待分离组件的端面的周向延伸的环状结构。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的介质供应结构，其特征在于，所述壳体(1)上还设有与介质源连通的介质入口(7)，及与所述待分离组件连通的介质出口；所述分离结构(4)处于所述第一状态时，所述介质入口(7)通过所述容纳腔(2)与所述介质出口连通；所述分离结构(4)处于所述第二状态时，阻断所述介质入口(7)与所述容纳腔(2)的连通。

9.根据权利要求8所述的介质供应结构，其特征在于，所述分离结构(4)的底部外周壁形成有第一锥面(8)，所述容纳腔(2)的底部对应形成有与所述第一锥面(8)适配的第二锥面(9)。

10.根据权利要求9所述的介质供应结构，其特征在于，所述分离结构(4)的外周壁与所述容纳腔(2)的腔壁之间设置有至少一个密封圈(10)，适于对所述分离结构(4)的外周壁与所述容纳腔(2)的腔壁之间进行密封。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的介质供应结构，其特征在于，所述待分离组件包括：

介质供应总管(3)，包括第一端和第二端，所述第一端与所述容纳腔(2)连通；

至少一个推力器，分别与所述第二端连通。

12.一种姿轨控动力系统，其特征在于，包括权利要求1－11中任一项所述的介质供应结构。

13.一种火箭，其特征在于，包括权利要求12所述的姿轨控动力系统。