CN110080908B - 一种液体火箭发动机的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体火箭发动机的组装方法，该组装方法包括：利用相关部件分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块；将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机。本发明提供的结构布局方法能够实现发动机的并行安装，且能够将维修难度以及维修时间降低，最大程度的降低人员使用成本。

Description

一种液体火箭发动机的组装方法

技术领域

本发明涉及液体火箭发动机技术领域，尤其是一种液体火箭发动机的组装方法。

背景技术

液体火箭发动机技术属于航天技术领域中最重要的技术之一。在过去的几十年中，我国在该领域投入了大量的人力、物力，并在一些方面实现了技术突破，逐渐缩小了与发达国家之间的差距。，然而，与美国的蓝色起源、SPACE X等相关航天企业相比，我国在液体火箭发动机技术领域仍然存在一定差距。

液体火箭发动机(以下简称发动机)零组件数量众多、结构紧凑、装配质量要求高。传统的发动机结构总体布局多从性能方面考虑，即以整机结构为设计对象，导致各个零组件之间的连接复杂交错，装配层级众多且固化。具体而言，在传统设计方案下，发动机所有组件必须按固定的顺序装配，造成效率低下、装配周期长。同时，发动机组件的拆卸、更换也必须按同样的方案逆序进行，造成发动机组件维修、更换困难，使用维护性差。另外，发动机仅以零组件和整机两种状态存在，难以简单的实现组件互换、整机并联等操作，造成发动机通用性差。

因此亟需一种液体火箭发动机结构总体布局方法，以降低液体火箭发动机的组装难度，提高产品的使用性和维护性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液体火箭发动机的组装方法。该组装方法通过划分独立模块，可根据模块各自不同的产品特性，分别设计不同的装配工装，在不同的地点和时间，由不同的人员进行装配工作，最后再由这些模块组合成为一台完整的发动机。该装配过程由以前的串行装配变为并行装配，充分利用设备、人员、场地资源，缩短发动机整体装配周期。

本发明提供一种液体火箭发动机的组装方法，该组装方法包括：利用相关部件分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块；以及将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机。

本发明的具体实施方式中，利用相应部件分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块的步骤，具体包括：将至少包含机架的多个发动机部件组合成机架模块；将至少包含推力室的多个发动机部件组合成推力室模块；以及将至少包含涡轮泵、燃气发生器的多个发动机部件组合成涡轮泵模块。

本发明的具体实施方式中，将至少包含机架的多个发动机部件组合成机架模块的步骤，具体包括：将机架、气瓶、电磁阀组、减压阀、管路和结构件组合成机架模块。

本发明的具体实施方式中，将至少包含推力室的多个发动机部件组合成推力室模块的步骤，具体包括：将推力室、燃料主阀、氧主阀、吹除单向阀、电磁阀组和管路组合成推力室模块。

本发明的具体实施方式中，将至少包含涡轮泵、燃气发生器的多个发动机部件组合成涡轮泵模块的步骤，具体包括：将涡轮泵、燃气发生器、燃料副阀、氧副阀、电磁阀组、管路和结构件组合成涡轮泵模块。

本发明的具体实施方式中，将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机的步骤，具体包括：利用连接导管和连接结构将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合在一起。

本发明的具体实施方式中，所述机架模块、所述推力室模块和所述涡轮泵模块之间的连接导管采用挫修焊接导管或金属软管。

本发明的具体实施方式中，所述机架模块、所述推力室模块和所述涡轮泵模块之间的连接结构采用伸缩杆或具备多方向长圆孔的板。

本发明的具体实施方式中，将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机的步骤，具体包括：通过将多个推力室模块和与多个推力室模块分别对应的多个涡轮泵模块与用以安装不同数量推力室模块和涡轮泵模块的机架模块组合，来实现火箭的单机、双机、四机或五机的发动机并联布局设计。

本发明的具体实施方式中，利用相关部件分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块的步骤，具体包括：并行的装配所述机架模块、所述推力室模块和所述涡轮泵模块。

一种液体火箭发动机的装配方法，其特征在于，该方法包括：将推力室组件和涡轮泵组件组装成摇摆模块；以及将摇摆模块与机架模块组合成发动机。

本发明的具体实施方式中，所述将推力室组件和涡轮泵组件组装成摇摆模块包括：将多个推力室组件和所述多个推力室组件分别对应的多个涡轮泵组件两两组装成多个摇摆模块，其中每个摇摆模块均包括一个推力室组件及与所述推力室组件对应的一个涡轮泵组件；所述将摇摆模块与机架模块组合成发动机包括：将所述多个摇摆模块与所述机架模块组合成所述发动机。

根据上述实施例可知，本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法具有以下益处：相对于现有技术中火箭发动机的并行装配过程，本发明提供的结构布局方法通过将火箭发动机划分成不同的模块，针对不同的模块分别设计不同的装配工装，在不同的地点和时间，由不同的人员进行装配工作，最后再由这些模块组合成为一台完整的发动机。因此发动机装配过程便从串行装配改为并行装配，充分利用设备、人员、场地资源，缩短发动机整体装配周期。同时由于模块间具备独立性，即使发动机缺少部分组件，也可以先期对具备条件的模块开展装配工作，减少因组件配套延迟造成的资源浪费，缩短装配周期。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例一的流程图。

图2为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例二的流程图。

图3为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例三的流程图。

图4为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例四的流程图。

图5为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例五的流程图。

图6为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例六的流程图。

图7为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例七的流程图。

图8为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例八的流程图。

图9为本发明提供的一种液体火箭发动机的装配方法的实施例一的流程图。

图10为本发明提供的一种液体火箭发动机的装配方法的实施例二的流程图。

图11为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的发动机结构图。

附图标记说明：

1-机架模块、2-推力室模块、3-涡轮泵模块。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

如图1所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例一的流程图。图1中将发动机分为了机架模块、推力室模块和涡轮泵模块，通过分别安装机架模块、推力室模块和涡轮泵模块，然后再将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块进行组装，最终成为整机发动机。

该附图所示的具体实施方式中，一种液体火箭发动机的组装方法具体包括：

步骤S1：利用相关部件分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块。本发明的具体实施方式中，将发动机零件进行分类，然后将零件进行分类安装，通过分类安装可以相应的得到机架模块、推力室模块和涡轮泵模块。

步骤S2：将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机。其中，机架模块、推力室模块和涡轮泵模块是发动机的基础零件安装后得到的组成模块，通过将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块进行安装可以得到发动机的整机。

如图2所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例二的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S1具体包括：

步骤S11：将至少包含机架的多个发动机部件组合成机架模块。其中，将机架模块相关的零部件进行组装，最终可以得到机架模块。

步骤S12：将至少包含推力室的多个发动机部件组合成推力室模块。其中，将推力室模块相关的零部件进行组装，最终可以得到推力室模块。

步骤S13：将至少包含涡轮泵、燃气发生器的多个发动机部件组合成涡轮泵模块。其中，将涡轮泵模块相关的零部件进行组装，最终可以得到涡轮泵模块。

参见图2，将发动机的零件进行分类。得到的三大类零件可分别进行组装，最终会得到相应的组装后的模块。

如图3所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例三的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S11具体包括：

步骤S111：将机架、气瓶、电磁阀组、减压阀、管路和结构件组合成机架模块。其中，机架、气瓶、电磁阀组、减压阀、管路和结构件组均为机架模块的组成部件，将这些部件进行组装可以得到机架模块。

如图4所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例四的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S12具体包括：

步骤S121：将推力室、燃料主阀、氧主阀、吹除单向阀、电磁阀组和管路组合成推力室模块。其中，推力室、燃料主阀、氧主阀、吹除单向阀、电磁阀组和管路均为推力室模块的组成部件，将这些部件进行组装就可以得到推力室模块。

如图5所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例五的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S13具体包括：

步骤S131：将涡轮泵、燃气发生器、燃料副阀、氧副阀、电磁阀组、管路和结构件组合成涡轮泵模块。其中，涡轮泵、燃气发生器、燃料副阀、氧副阀、电磁阀组、管路和结构件均为涡轮泵模块的组成部件，将这些部件进行组装可以得到涡轮泵模块。

如图6所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例六的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S2具体包括：

步骤S21A：利用连接导管和连接结构将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合在一起。其中，机架模块、推力室模块和涡轮泵模块分别组装完成后，再将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块安装在一起组成发动机，而机架模块、推力室模块和涡轮泵模块之间是通过连接导管和连接结构进行连接的，这样就可以保证结构的稳定性以及运行的稳定性。

如图7所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例七的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S2之后，该结构布局方法还包括：

步骤S21B：通过将多个推力室模块和与多个推力室模块分别对应的多个涡轮泵模块与用以安装不同数量推力室模块和涡轮泵模块的机架模块组合，来实现火箭的单机、双机、四机或五机的发动机并联布局设计。其中，保持推力室模块和涡轮泵模块不变的前提下，根据发动机的需求，通过更换机架模块来实现单机、双机、四机或五机等不同数量发动机的并联结构设计。

如图8所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的组装方法的实施例八的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤S1具体包括：

步骤S1＇：并行的装配所述机架模块、所述推力室模块和所述涡轮泵模块。机架模块、推力室模块和涡轮泵模块能够并行进行装配工作，这样可以节省装配时间，同时模块之间的装配互不干扰，还能够降低装配的难度，减小装配的错误率。

如图11所示，发动机划分为三大模块，分别为机架模块1、推力室模块2和涡轮泵模块3。而机架模块1、推力室模块2和涡轮泵模块3之间通过连接导管和连接结构进行连接固定。其中，机架模块1、推力室模块2和涡轮泵模块3之间的连接导管采用挫修焊接导管或金属软管。机架模块1、推力室模块2和涡轮泵模块3之间的连接结构采用伸缩杆或具备多方向长圆孔的板。

本实施例的三个模块中每个模块包含的零组件相较于整机数量都更少，同时由于模块中零组件仅与本模块相关，装配层级相对于现有装配技术更低，因此各个零组件的拆装难度也低，可有效提升发动机使用维护性。

本发明的实施方式中，机架模块1、推力室模块2和涡轮泵模块3能够并行进行装配工作，这样可以充分利用设备、人员、场地资源极大地缩短了装配时间，同时模块之间的装配互不干扰，还能够降低装配的难度，减小装配的错误率。且由于模块间具备独立性，即使发动机缺少部分组件，也可以先期对具备条件的模块开展装配工作，减少因组件配套延迟造成的资源浪费。另外，在后期进行发动机维护时，可以针对性的对某一个模块进行修护，不需要对发动机进行整机的拆装与维护，降低零组件之间的结构依赖性。

本发明的另外一种实施方式中，还可以在现有的模块中划分出子模块，这样就更加有利于火箭发动机的装配工作，维护更加方便。在推力室模块中，可以将电磁阀和固定阀板作为子模块。在涡轮泵模块中，可以将燃气发生器与燃料副阀、氧副阀及可能需要的吹除单向阀作为子模块。在机架模块中，可以将气瓶和固定结构作为子模块处理。更加下位的模块划分可以使火箭发动机的整体通用性提高，降低发动机零组件之间的依赖性，而且缩短了装配周期，减少发动机的操作层级。

如图9所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的装配方法的实施例一的流程图，该方法为本发明的另外一种实施方式。

该附图所示的具体实施方式中，该方法包括：

步骤W1：将推力室组件和涡轮泵组件组装成摇摆模块。将发动机的模块进一步进行整合，将推力室组件和涡轮泵组件组装成摇摆模块，使得火箭模块更加简单化，有利于发动机的装配。

步骤W2：将摇摆模块与机架模块组合成发动机。由发动机对应组件组成的摇摆模块和机架模块进一步装配，就可以得到整机的发动机。

如图10所示为本发明提供的一种液体火箭发动机的装配方法的实施例二的流程图。

该附图所示的具体实施方式中，步骤W1具体包括：

步骤W11：将多个推力室组件和所述多个推力室组件分别对应的多个涡轮泵组件两两组装成多个摇摆模块，其中每个摇摆模块均包括一个推力室组件及与所述推力室组件对应的一个涡轮泵组件。每一个推力室组件对应一个涡轮泵组件，两者结合在一起组成摇摆模块，通过组装多组推力室组件和涡轮泵组件，来得到多个摇摆模块。

步骤W2具体包括：

步骤W21：将所述多个摇摆模块与所述机架模块组合成所述发动机。在保持摇摆模块不变的前提下，根据发动机的实际需求，通过更换机架模块来实现单机、双机、四机或五机等不同数量发动机的并联结构设计。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，该组装方法包括：

分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块；

将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机；

其中，分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块的步骤，具体包括：

将至少包含机架的多个发动机部件组合成机架模块；

将至少包含推力室的多个发动机部件组合成推力室模块；

将至少包含涡轮泵、燃气发生器的多个发动机部件组合成涡轮泵模块；

将至少包含涡轮泵、燃气发生器的多个发动机部件组合成涡轮泵模块的步骤，具体包括：

将涡轮泵、燃气发生器、燃料副阀、氧副阀、电磁阀组、管路和结构件组合成涡轮泵模块；

将至少包含机架的多个发动机部件组合成机架模块的步骤，具体包括：

将机架、气瓶和结构件组合成机架模块；

分别组装成机架模块、推力室模块和涡轮泵模块的步骤，具体还包括：

并行的装配所述机架模块、所述推力室模块和所述涡轮泵模块。

2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，机架模块还包括：

电磁阀组、减压阀和管路。

3.根据权利要求1所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，将至少包含推力室的多个发动机部件组合成推力室模块的步骤，具体包括：

将推力室、燃料主阀、氧主阀、吹除单向阀、电磁阀组和管路组合成推力室模块。

4.根据权利要求1所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机的步骤，具体包括：

利用连接导管和连接结构将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合在一起。

5.根据权利要求4所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，所述机架模块(1)、所述推力室模块(2)和所述涡轮泵模块(3)之间的连接导管采用挫修焊接导管或金属软管。

6.根据权利要求4所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，所述机架模块(1)、所述推力室模块(2)和所述涡轮泵模块(3)之间的连接结构采用伸缩杆或具备多方向长圆孔的板。

7.根据权利要求1所述的液体火箭发动机的组装方法，其特征在于，将机架模块、推力室模块和涡轮泵模块组合成发动机的步骤，具体包括：

通过将多个推力室模块和与多个推力室模块分别对应的多个涡轮泵模块与用以安装不同数量推力室模块和涡轮泵模块的机架模块组合，来实现火箭的单机、双机、四机或五机的发动机并联布局设计。

Images