CN116733635B - 一种火箭推进剂供给系统及火箭 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火箭推进剂供给系统及火箭，属于火箭发动机技术领域，包括推进剂贮箱和推进剂输送系统；推进剂贮箱包括两氧化剂贮箱和两燃料贮箱；同种推进剂贮箱设置于垂直于火箭轴心所在平面的同一直线上；推进剂输送系统包括相互独立的燃料输送系统和氧化剂输送系统；燃料输送系统包括一圆环形氧化剂环管；两氧化剂贮箱的出口端均氧化剂环管连通；氧化剂输送系统包括一圆环形燃料环管；两燃料贮箱的出口端均燃料环管连通。本发明能够大大简化系统管路布局，减轻系统结构重量，同时有效减小液路管路流阻。

Description

一种火箭推进剂供给系统及火箭

技术领域

本发明涉及火箭发动机技术领域，特别涉及一种火箭推进剂供给系统及火箭。

背景技术

双组元姿控动力系统广泛应用于运载火箭、卫星、飞船和探测器等技术领域，一般包括气瓶、电爆阀、充气阀、减压阀、单向阀、贮箱和发动机等组件。通过将气瓶内的气体利用减压阀输出一定压力挤压贮箱内的推进剂至发动机，推进剂在发动机经过化学反应燃烧，高速喷出产生的推力。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：

根据发射任务及火箭结构需要，一般动力系统需配套多台贮箱，对于结构尺寸较大的舱段，同种推进剂贮箱相距较远。传统的并联贮箱下游管路布局方法一般是将同种推进剂贮箱管路合并在同一干路后再进行分流，这样势必会增加系统管路布局难度和系统结构重量。同时，对于结构尺寸较大的舱段，同种推进剂贮箱相距较远，采用传统方法贮箱出口管路布局难度大。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种火箭推进剂供给系统及火箭，能够大大简化系统管路布局，减轻系统结构重量。

一种火箭推进剂供给系统，包括：

推进剂贮箱；所述推进剂贮箱包括两氧化剂贮箱和两燃料贮箱；两所述氧化剂贮箱位于火箭的同一个径向截面上；两所述氧化剂贮箱对称设置于火箭中心轴线的两侧；两所述燃料贮箱位火箭的同一个径向截面上；两所述燃料贮箱对称设置于火箭中心轴线的两侧；一所述燃料贮箱位于两所述氧化剂贮箱之间；

推进剂输送系统；所述推进剂输送系统包括相互独立的燃料输送系统和氧化剂输送系统；所述燃料输送系统入口端与所述燃料贮箱出口端连通；所述燃料输送系统出口端与火箭的推力室连通；所述燃料输送系统包括一圆环形氧化剂环管；两所述氧化剂贮箱的出口端均所述氧化剂环管连通；所述氧化剂输送系统入口端与所述氧化剂贮箱出口端连通；所述氧化剂输送系统出口端与火箭的推力室连通；所述氧化剂输送系统包括一圆环形燃料环管；两所述燃料贮箱的出口端均所述燃料环管连通。

优选的，所述氧化剂环管的管道中心轴与所述燃料环管的管道中心轴位于沿火箭轴向的同一环形面上。

优选的，所述推进剂输送系统还包括液路低压电爆阀和液路过滤器；所述液路低压电爆阀入口端通过液路低压电爆阀入口管与所述推进剂贮箱出口端连通；所述液路低压电爆阀出口端通过管道与所述液路过滤器入口端连通；所述液路过滤器出口端通过过滤器出口管与所述燃料环管或所述氧化剂环管连通。

优选的，所述过滤器出口管包括相互连通的L型管部和U型管部；所述U型管部所在平面垂直于所述氧化剂环管设置；所述L型管部垂直于所述U型管部所在平面设置。

优选的，所述火箭推进剂供给系统还包括与所述推进剂贮箱内部连通的贮箱加注管；所述贮箱加注管入口端设置有加排阀。

优选的，所述火箭推进剂供给系统还包括与所述推进剂贮箱内部连通的测压管；所述测压管上设置有液路压力传感器。

根据本申请的另一方面，还提供一种火箭，包括所述的火箭推进剂供给系统以及箭体外壳和推力室；所述火箭推进剂供给系统设置于所述箭体外壳内，为所述推力室供给推进剂。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：

1、本发明的同种推进剂贮箱设置于垂直于火箭轴心所在平面的同一直线上，并通过圆环形燃料环管和圆环形氧化剂环管的设置，大大简化系统管路布局，减轻系统结构重量。

2、本发明通过火箭推进剂供给系统中管路的设置，实现推进剂贮箱出口管路布局的便利化，同时能够有效减小了液路管路流阻。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明火箭推进剂供给系统的立体图；

图2为本发明火箭推进剂供给系统的俯视图；

图3为本发明氧化剂贮箱及氧化剂输送系统的连接结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、氧化剂贮箱，2、燃料贮箱，3、液路压力传感器，4、加排阀，5、液路低压电爆阀，6、液路过滤器，7、贮箱加注管，8、测压管，9、液路低压电爆阀入口管，10、过滤器出口管，11、燃料环管，12、氧化剂环管，101、L型管部，102、U型管部。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本发明通过将同种推进剂贮箱设置于火箭的同一个径向截面上，且其连线穿过火箭的中心轴，同时对称设置于火箭中心轴线的两侧，使燃料贮箱位于两氧化剂贮箱之间，对推进剂贮箱进行合理布局，保证火箭的质心位于预设位置。同时将燃料管和氧化剂管均设置为圆环形结构，作为中枢传输结构，由推进剂贮箱排出的氧化剂或燃料通过相应管路以就近的原则分别与氧化剂管和燃料管连通，同时，与火箭推力室连通的管路也可以通过就近的原则，与氧化剂管和燃料管连通，以此实现简化火箭推进剂供给系统的整体管路布局，减轻系统结构重量。

如图1-图3所示，一种火箭推进剂供给系统，包括：推进剂贮箱和推进剂输送系统。推进剂贮箱包括两氧化剂贮箱1和两燃料贮箱2。 两氧化剂贮箱1位于火箭的同一个径向截面上，两氧化剂贮箱1的连线穿过火箭的中心轴，并对称设置于火箭中心轴线的两侧。两燃料贮箱2位火箭的同一个径向截面上，两燃料贮箱2的连线穿过火箭的中心轴，并对称设置于火箭中心轴线的两侧。一燃料贮箱2位于两氧化剂贮箱1之间。

推进剂输送系统包括相互独立的燃料输送系统和氧化剂输送系统。燃料输送系统入口端与燃料贮箱2出口端连通，燃料输送系统出口端与火箭的推力室连通。燃料输送系统包括一圆环形氧化剂环管12。两氧化剂贮箱1的出口端均氧化剂环管12连通。氧化剂输送系统入口端与氧化剂贮箱1出口端连通，氧化剂输送系统出口端与火箭的推力室连通。氧化剂输送系统包括一圆环形燃料环管11。两燃料贮箱2的出口端均燃料环管11连通。氧化剂环管12的管道中心轴与燃料环管11的管道中心轴位于沿火箭轴向的同一环形面上。在本实施例中，燃料输送系统与氧化剂输送系统结构相同。

优选的，推进剂输送系统还包括液路低压电爆阀5和液路过滤器6。液路低压电爆阀5入口端通过液路低压电爆阀入口管9与推进剂贮箱出口端连通。即氧化剂贮箱1和燃料贮箱2的出口端均设置有通过液路低压电爆阀入口管9与其内部连通的液路低压电爆阀5。液路低压电爆阀5出口端通过管道与液路过滤器6入口端连通。液路过滤器6出口端通过过滤器出口管10与燃料环管11或氧化剂环管12连通。

过滤器出口管10包括相互连通的L型管部101和U型管部102。U型管部101所在平面垂直于氧化剂环管12设置，L型管部101垂直于U型管部102所在平面设置。

优选的，火箭推进剂供给系统还包括与推进剂贮箱内部连通的贮箱加注管7，贮箱加注管7入口端设置有加排阀4。

火箭推进剂供给系统还包括与推进剂贮箱内部连通的测压管8，测压管8上设置有液路压力传感器3。

一种火箭推进剂供给系统的各部件之间紧密联系，构成完整的整体，能够实现简化系统管路布局，减轻系统结构重量的功能，各部件之间不可单独割裂，相似功能单独部件的叠加并不能够解决本发明创造的相应技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种火箭推进剂供给系统，其特征在于，包括：

推进剂贮箱；所述推进剂贮箱包括两氧化剂贮箱和两燃料贮箱；两所述氧化剂贮箱位于火箭的同一个径向截面上；两所述氧化剂贮箱对称设置于火箭中心轴线的两侧；两所述燃料贮箱位火箭的同一个径向截面上；两所述燃料贮箱对称设置于火箭中心轴线的两侧；一所述燃料贮箱位于两所述氧化剂贮箱之间；

推进剂输送系统；所述推进剂输送系统包括相互独立的燃料输送系统和氧化剂输送系统；所述燃料输送系统入口端与所述燃料贮箱出口端连通；所述燃料输送系统出口端与火箭的推力室连通；所述燃料输送系统包括一圆环形氧化剂环管；两所述氧化剂贮箱的出口端均所述氧化剂环管连通；所述氧化剂输送系统入口端与所述氧化剂贮箱出口端连通；所述氧化剂输送系统出口端与火箭的推力室连通；所述氧化剂输送系统包括一圆环形燃料环管；两所述燃料贮箱的出口端均所述燃料环管连通。

2.如权利要求1所述的火箭推进剂供给系统，其特征在于，所述氧化剂环管的管道中心轴与所述燃料环管的管道中心轴位于沿火箭轴向的同一环形面上。

3.如权利要求2所述的火箭推进剂供给系统，其特征在于，所述推进剂输送系统还包括液路低压电爆阀和液路过滤器；所述液路低压电爆阀入口端通过液路低压电爆阀入口管与所述推进剂贮箱出口端连通，即所述氧化剂贮箱和所述燃料贮箱的出口端均设置有通过所述液路低压电爆阀入口管与其内部连通的所述液路低压电爆阀；所述液路低压电爆阀出口端通过管道与所述液路过滤器入口端连通；所述液路过滤器出口端通过过滤器出口管与所述燃料环管或所述氧化剂环管连通。

4.如权利要求3所述的火箭推进剂供给系统，其特征在于，所述过滤器出口管包括相互连通的L型管部和U型管部；所述U型管部所在平面垂直于所述氧化剂环管设置；所述L型管部垂直于所述U型管部所在平面设置。

5.如权利要求1或4所述的火箭推进剂供给系统，其特征在于，所述火箭推进剂供给系统还包括与所述推进剂贮箱内部连通的贮箱加注管；所述贮箱加注管入口端设置有加排阀。

6.如权利要求5所述的火箭推进剂供给系统，其特征在于，所述火箭推进剂供给系统还包括与所述推进剂贮箱内部连通的测压管；所述测压管上设置有液路压力传感器。

7.一种火箭，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的火箭推进剂供给系统以及箭体外壳和推力室；所述火箭推进剂供给系统设置于所述箭体外壳内，为所述推力室供给推进剂。