CN111762343A - 一种航天器用可抛离双组元环形贮箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱，包括环形贮箱本体、中心筒和分离装置；所述环形贮箱本体上对称设置有第一连接环、第二连接环、环段，所述第一连接环、第二连接环均设置有耳片；所述中心筒设置有上端框、下端框、桁条；所述耳片与所述桁条通过螺栓使所述环形贮箱本体与所述中心筒连接共同承受外载荷，所述上端框、下端框为分离面，所述分离面上设置有所述分离装置使得所述环形贮箱本体具备抛离功能；所述连接环‑单层共底组件使得所述环形贮箱本体形成双组元结构形式，可同时携带燃料剂和氧化剂。
Description
技术领域
本发明属于航天器贮箱结构技术领域，特别涉及一种新型具有抛离和承载功能的双组元共底式环形储箱结构。
背景技术
航天器贮箱是推进系统重要组成部分，其推进能力与贮箱的容积成正比；传统航天器贮箱受限于总体布局和承载要求，多采用筒形和球形贮箱结构形式，所携带的燃料耗尽前无法抛离，导致推进效率不高；为了提高有效载荷的推进能力，在有限增加重量的前提下，亟需一种可大幅度增加燃料携带量，燃料耗尽后可抛离的双组元贮箱作为航天器贮箱的主动力源或者附加动力源。
发明内容
本发明提供一种新型的具有可抛离、承载功能的双组元共底式环形贮箱结构，能大幅度增加燃料携带量，燃料耗尽后可抛离的双组元贮箱作为航天器贮箱的主动力源或者附加动力源。
本发明的技术方案如下：
一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，包括环形贮箱本体、中心筒和分离装置；所述环形贮箱本体上对称设置有多个连接环、以及设置于连接环之间的环段，所述环段通过所述连接环激光焊接连接形成所述环形贮箱本体，所述连接环上设置有耳片；所述中心筒设置有上端框、下端框、桁条；所述耳片与所述桁条通过螺栓连接，使得所述环形贮箱本体与所述中心筒连接，共同承受外载荷；所述上端框、下端框为分离面，所述分离面上设置有所述分离装置，实现抛离功能；多个所述连接环中的两个连接环内设置有隔板，使得所述环形贮箱本体形成两个独立的腔室，分别携带燃料剂和氧化剂，为航天器提供动力源。
优选的，所述连接环包括第一连接环、第二连接环，所述第二连接环设置有两个，所述第一连接环内设置有防晃板、多个连接角片，所述第一连接环与所述防晃板通过连接角片螺栓连接形成连接环-防晃板组件；所述第二连接环内设置有隔板，所述隔板与所述第二连接环通过激光焊接形成连接环-单层共底组件；所有所述环段与所述第一连接环、第二连接环通过激光焊接连接形成所述环形贮箱本体，使得连接环结构更稳定。
优选的，所述环段、所述第一连接环、所述第二连接环、所述隔板均为钛合金材质，所述环段由两片环段瓣在环向上通过焊接连接。
优选的，所述环段瓣、所述隔板采用钛合金板材热拉深成型。
优选的，所述连接环由钛合金锻件整体加工成型。
优选的，所述环形贮箱本体中环段瓣的焊接连接、所述环段与所述连接环的焊接连接均为激光焊接。
优选的，所述第一连接环内向内延伸设置有角片，所述角片用于布置防晃板、隔板。
优选的，所述中心筒由所述上端框、所述下端框、所述桁条与蒙皮等通过铆接和螺栓连接而成，形成铆接舱体。
优选的，所述分离装置为火工分离组件，包括防爆盒、爆炸螺栓、内盖板、外盖板和缓冲蜂窝。
优选的，所述环形贮箱本体中的所述耳片和所述桁条通过螺栓连接，实现所述环形贮箱本体与所述中心筒一体承载功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明的一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，环形贮箱本体由两片隔板分为具有两独立腔室的结构，用于贮存燃料并承担贮箱内压；中心筒上、下端框端面作为分离面，布置分离装置，如火工分离装置，实现分离功能；
2、本发明的一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，环形贮箱本体中连接环耳片与中心筒桁条螺栓连接共同承担外载荷，使得连接环结构更稳定；
3、本发明的一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，可以通过中心筒与航天器串联，进而能够有效增加燃料携带量，提高推进能力。
4、本发明的一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，具有加工生产工艺简单、可抛离、接口适应性强、一体承载等优点，适用于航天器用贮箱设计。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的结构示意图；
图2为本发明的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的连接环的结构示意图；
图3为本发明实施例的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的结构框图；
图4为本发明实施例的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的连接环-防晃板组件的结构示意图；
图5为本发明实施例的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的连接环-单层共底的结构示意图；
图6为本发明实施例的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的中心筒的结构框图；
图7为本发明实施例的航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱的分离装置的结构框图；
图中标记：1-环形贮箱本体、2-中心筒、3-分离装置、101-环段、102-连接环-防晃板组件、10201-第一连接环；10202-防晃板；10203-连接角片；103-连接环-单层共底组件；10301-第二连接环；10302-挡板；201-上端框；202-下端框；203-桁条；204-蒙皮；301-内盖板；302-外盖板；303-防爆盒；304-爆炸螺栓；305-缓冲蜂窝。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
本进一步提高航天器贮箱燃料的携带量，提高航天器运载能力，发明了一种全新的具有可抛离、承载能力的双组元共底式环形贮箱结构，
参见图1，一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，包括环形贮箱本体1、中心筒2和分离装置3；所述环形贮箱本体上对称设置有多个连接环、以及设置于连接环之间的环段101，所述环段101通过所述连接环激光焊接连接形成所述环形贮箱本体1，所述连接环上设置有耳片；所述中心筒2设置有上端框201、下端框202、桁条203；所述耳片与所述桁条203通过螺栓连接，使得所述环形贮箱本体1与所述中心筒2连接，共同承受外载荷；所述上端框201、下端框202为分离面，所述分离面上设置有所述分离装置3，实现抛离功能；多个所述连接环中的两个连接环内设置有隔板，使得所述环形贮箱本体1形成两个独立的腔室，分别携带燃料剂和氧化剂，为航天器提供动力源。
为了加工方便，环形贮箱本体主要部件均采用激光焊接连接，两片单层共底与连接环焊接使得环形贮箱本体形成双组元结构；中心筒采用工艺简单的铆接筒形结构形式，其上、下端框端面可按需求方便布置分离装置，用于实现抛离功能；环形贮箱本体中的连接环耳片与中心筒的桁条螺接，共同承受服役过程中的各类载荷工况；该环形贮箱结构形式具有加工生产工艺简单、可抛离、接口适应性强、一体承载等优点。
参见图1-图6，本优选实施例一种航天器用可抛离双组元共底式环形贮箱，包括环形贮箱本体1、中心筒2和分离装置3；所述环形贮箱本体1上对称设置有第一连接环10201、第二连接环10301、环段101，所述第一连接环10201、第二连接环10301均设置有耳片；所述中心筒2设置有上端框201、下端框202、桁条203；所述耳片与所述桁条203通过螺栓使所述环形贮箱本体1与所述中心筒2连接共同承受外载荷，所述上端框201、下端框202为分离面，所述分离面上设置有所述分离装置3使得所述环形贮箱本体1具备抛离功能；所述连接环-单层共底组件103使得所述环形贮箱本体1形成双组元结构形式，可同时携带燃料剂和氧化剂。
参见图1，本优选实施例本发明提供一种可抛离双组元环形贮箱结构，该结构主要包括环形贮箱本体1、中心筒2和分离装置3三个部分；环形贮箱本体1中耳片与中心筒2中桁条203通过螺栓进行连接，
参见图2，环形贮箱本体1与中心筒2为一体承载。
参见图3，环形贮箱本体1由八个环段101、六个连接环-防晃板组件102和两个连接环-单层共底组件103通过激光焊接而成，形成两个独立的封闭空间用于贮存燃料剂和氧化剂。
参见图4，连接环-防晃板组件102由第一连接环10201、防晃板10202和连接角片10203组成；连接角片10203采用螺栓分别于第一连接环10201和防晃板10202进行连接。
参见图5，连接环-单层共底组件103由第二连接环10301和挡板10302通过激光焊接连接。
参见图6，中心筒2为铆接舱段，由上端框201、下端框202、桁条203和蒙皮204构成，其中上端框201、下端框202与桁条203采用螺栓连接，其余部件之间连接采用铆接形式。
参见图7，分离装置3由内盖板301、外盖板302、防爆盒303、爆炸螺栓304和缓冲蜂窝305组成；内盖板301和外盖板302均为铝合金钣金成型，截面均为C型截面；内盖板301与桁条203腹板通过螺栓连接；外盖板302与耳片通过螺栓连接；防爆盒303螺接在上端框201和下端框202上，爆炸螺栓304安装在防爆盒303中，缓冲蜂窝305胶结在第一连接环10201和第二连接环10301上。中心筒的上、下端框端面通过爆炸螺栓304与航天器串联，能实现火工分离。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，包括环形贮箱本体、中心筒和分离装置；所述环形贮箱本体上对称设置有多个连接环、以及设置于连接环之间的环段，所述环段通过所述连接环连接形成所述环形贮箱本体，所述连接环上设置有耳片；所述中心筒设置有上端框、下端框、桁条；所述耳片与所述桁条连接，使得所述环形贮箱本体与所述中心筒连接；所述上端框、下端框为分离面，所述分离面上设置有所述分离装置；多个所述连接环中的两个连接环内设置有隔板，使得所述环形贮箱本体形成两个独立的腔室，分别携带燃料剂和氧化剂。
2.根据权利要求1所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述连接环包括第一连接环、第二连接环，所述第二连接环设置有两个，所述第一连接环内设置有防晃板，所述第一连接环与所述防晃板连接形成连接环-防晃板组件；所述第二连接环内设置有隔板，所述隔板与所述第二连接环焊接形成连接环-单层共底组件；所有所述环段与所述第一连接环、第二连接环通过焊接连接形成所述环形贮箱本体。
3.根据权利要求2所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述环段、所述第一连接环、所述第二连接环、所述隔板均为钛合金材质，所述环段由两片环段瓣在环向上通过焊接连接。
4.根据权利要求3所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述环段瓣、所述隔板采用钛合金板材热拉深成型。
5.根据权利要求3所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述连接环由钛合金锻件整体加工成型。
6.根据权利要求3所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述环形贮箱本体中环段瓣的焊接连接、所述环段与所述连接环的焊接连接均为激光焊接。
7.根据权利要求2所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述第一连接环内向内延伸设置有角片，所述角片用于布置防晃板。
8.根据权利要求1所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述中心筒由所述上端框、所述下端框、所述桁条与蒙皮等通过铆接和螺栓连接而成，形成铆接舱体。
9.根据权利要求1所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述分离装置为火工分离组件，包括防爆盒、爆炸螺栓、内盖板、外盖板和缓冲蜂窝。
10.根据权利要求1所述的航天器用可抛离双组元环形贮箱，其特征在于，所述环形贮箱本体中的所述耳片和所述桁条通过螺栓连接，实现所述环形贮箱本体与所述中心筒一体承载功能。
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| GR01 | Patent grant | ||
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