CN210509425U - 适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭。推进剂供应系统包括第一储箱、第二储箱、切换机构和主管路。第一储箱的出口通过第一分支管路连接至切换机构，第二储箱的出口通过第二分支管路连接至切换机构，切换机构连接第一主管路，切换机构用于在第一分支管路和第二分支管路之间切换。两个储箱用于存储同一种推进剂，且容积较小的储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。本实用新型提供的一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭，通过优化推进剂的供应方式，降低储箱的设计和制造难度，提高储箱工作的可靠性，降低生成成本。

Description

适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭

技术领域

本实用新型涉及火箭发射技术领域，尤其涉及一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭。

背景技术

姿轨控动力系统是控制运载火箭飞行、确保运载火箭顺利入轨的关键。通常情况下，姿轨控动力系统采用贮箱供应推进剂。为实现推进剂不夹气供应，保证发动机可靠工作，贮箱通常配置有专门的推进剂管理装置。在推进剂用量较大且任务剖面环境复杂时，所需贮箱容量大、管理装置结构复杂，导致贮箱固有研制难度大、制造成本高。

因此，亟需设计一种结构简单、工作可靠的推进剂供应系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统及运载火箭，从而通过改变推进剂的供应方式，简化储箱的设计难度，提高储箱工作的可靠性。

本实用新型的一个方面提供了一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统，包括第一储箱、第二储箱、切换机构和第一主管路；其中所述第一储箱的出口通过第一分支管路连接至所述切换机构，所述第二储箱的出口通过第二分支管路连接至所述切换机构，所述切换机构连接所述第一主管路，所述切换机构用于在所述第一分支管路和所述第二分支管路之间切换，以实现所述第一分支管路与所述第一主管路连通或所述第二分支管路与所述第一主管路连通；所述第一储箱和所述第二储箱用于存储同一种推进剂，所述第一储箱的容积大于所述第二储箱，且所述第二储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。

在一个实施例中，所述切换机构包括第一切换阀，所述第一切换阀为具有两个入口、一个出口的两位三通阀，其中所述第一储箱的出口通过所述第一分支管路连接至所述第一切换阀的一个入口，所述第二储箱的出口通过所述第二分支管路连接至所述第一切换阀的另一个入口，所述第一切换阀的出口连接所述第一主管路。

在一个实施例中，所述管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。

在一个实施例中，推进剂供应系统还包括第三储箱、第四储箱、第二主管路；所述第三储箱的出口通过第三分支管路连接至所述切换机构，所述第四储箱的出口通过第四分支管路连接至所述切换机构，所述切换机构连接所述第二主管路；所述切换机构还用于在所述第三分支管路和所述第四分支管路之间切换，以实现所述第三分支管路与所述第二主管路连通或所述第四分支管路与所述第二主管路连通；所述第三储箱和所述第四储箱用于存储同一种推进剂，所述第三储箱的容积大于所述第四储箱，且所述第四储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。

在一个实施例中，所述切换机构包括第一切换阀和第二切换阀，且所述第一切换阀和所述第二切换阀均为具有两个入口、一个出口的两位三通阀；其中所述第一储箱的出口通过所述第一分支管路连接至所述第一切换阀的一个入口，所述第二储箱的出口通过所述第二分支管路连接至所述第一切换阀的另一个入口，所述第一切换阀的出口连接所述第一主管路；所述第三储箱的出口通过所述第三分支管路连接至所述第二切换阀的一个入口，所述第四储箱的出口通过所述第四分支管路连接至所述第二切换阀的另一个入口，所述第二切换阀的出口连接所述第二主管路。

在一个实施例中，所述管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。

本实用新型的另一个方面提供了一种运载火箭，包括如上所述的推进剂供应系统。

本实用新型提供的推进剂供应系统及运载火箭，通过针对同一种推进剂，设置两种不同容积的储箱，并进一步对容积较小的储箱设置管理装置，一方面可以简化储箱设计结构，另一方面可以适应不同的任务环境。

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，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

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

图1为本实用新型实施例的推进剂供应系统的示意图。

图2为本实用新型实施例的切换阀结构示意图。

具体实施方式

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

在不背离本实用新型的范围或精神的情况下，可对本实用新型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。由本实用新型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。

姿控动力系统通常采用氦气或氮气作为挤压推进剂的气体，以使推进剂进入姿控发动机。通常情况下，允许挤压气体直接接触推进剂，但必须确保推进剂不会进入下游推进剂输送管路，即实现推进剂的不夹气供应。为了确保推进剂供应过程中不出现推进剂夹气现象，可以在储箱内设置推进剂管理装置，以将气(增压气体)液(推进剂)彼此隔离。常用的推进剂管理装置可以为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构，推进剂的不夹气供应也可以利用表面张力管理的方式实现。

如前所述，可以通过在储箱内设置推进剂管理装置避免推进剂夹气现象。对于推进剂用量较大的场合，通常需要采用大容量储箱。在面临复杂的任务剖面时，大容量储箱配置的推进剂管理装置的结构通常较为复杂，可以导致储箱的研制难度及成本大大增加。此外，推进剂管理装置的复杂结构也会影响储箱系统供应推进剂的可靠性。

本实用新型的一个方面提供了一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统。参见图1，例如，推进剂供应系统包括第一储箱1、第二储箱2、切换机构3和第一主管路4。

其中第一储箱1的出口通过第一分支管路5连接至切换机构3，第二储箱2的出口通过第二分支管6路连接至切换机构3，切换机构 3连接第一主管路4。切换机构3用于在第一分支管路5和第二分支管路6之间切换，以实现第一分支管路5与第一主管路4连通或第二分支管路6与第一主管路4连通。

也就是说，切换机构3通过切换供液管路，可以使第一储箱1的推进剂经第一分支管路5和第一主管路4向姿控发动机供应推进剂，此时，第二储箱2经第二分支管路6的推进剂供应通道被切断。同样，切换机构3可以使第二储箱2的推进剂经第二分支管路6和第一主管路4向姿控发动机供应推进剂，此时，第一储箱1经第一分支管路5 的推进剂供应通道被切断。即在同一时刻，可以仅由第一储箱1或第二储箱2通过对应的分支管路向姿轨控发动机供应推进剂。

此外，第一储箱1和第二储箱2用于存储同一种推进剂，第一储箱1的容积大于第二储箱2，且第二储箱2配置用以避免推进剂夹气的管理装置(图中未示意)。

本实用新型的推进剂供应系统，通过设置两个容积不同的储箱，并在容积较小的储箱中设置推进剂管理装置，可以通过大储箱进行常规推进剂供应，并在大储箱不适应的任务剖面，由切换机构切换至小储箱供应，从而通过小储箱的推进剂管理装置，满足大贮箱不适应的情况(例如，大储箱不适应的任务剖面可以为失重、滑行段飞行)推进剂的正常供应，降低大容积储箱的设计难度及研发成本。

参见图2，在一个实施例中，切换机构3可以包括第一切换阀30。例如，第一切换阀30为具有两个入口31，32、一个出口33的两位三通阀。具体地，第一储箱1的出口通过第一分支管路5连接至第一切换阀30的一个入口31，所述第二储箱2的出口通过所述第二分支管路6连接至第一切换阀30的另一个入口32，第一切换阀30的出口33连接第一主管路4。

在该实施例中，如果第一切换阀30的中间调节部分移动至图中所示的上部，则可以将第一储箱1的供应管路封闭，且第一切换阀 30的中间调节部分移动至图中所示的下部，则可以将第二储箱2的供应管路封闭。

需要指出，当第一切换阀30的中间调节部分没有将入口31或入口32完全封闭时，可以存在推进剂由第一储箱1和第二储箱2同时供应的情况。

本实用新型的推进剂供应系统，通过设置两位三通阀，可以很好的在两路推进剂供应管道间切换，从而使推进剂供应更好地适应不同类型的任务剖面。

如前所述，管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。此外，推进剂的不夹气供应也可以通过利用表面张力管理的方式实现，在此不做详细解释。

在一个实施例中，两种不同的液体推进剂均可采用本实用新型的推进剂供应结构，此时，切换机构3可以采用两个两位三通阀集合而成。具体而言，推进剂供应系统还可以进一步包括第三储箱、第四储箱、第二主管路。第三储箱的出口通过第三分支管路连接至切换机构，第四储箱的出口通过第四分支管路连接至切换机构，切换机构连接第二主管路。切换机构还用于在第三分支管路和第四分支管路之间切换，以实现第三分支管路与第二主管路连通或第四分支管路与第二主管路连通。第三储箱和第四储箱用于存储另外一种推进剂，第三储箱的容积大于第四储箱，且第四储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。

在该实施例中，切换机构3可以为集成在一起的两个两位三通阀。具体地，切换机构3包括第一切换阀和第二切换阀，且所述第一切换阀和所述第二切换阀均为具有两个入口、一个出口的两位三通阀。其中第一储箱1的出口通过第一分支管路5连接至第一切换阀的一个入口，第二储箱2的出口通过第二分支管路6连接至第一切换阀的另一个入口，第一切换阀的出口连接第一主管路4。第三储箱的出口通过第三分支管路连接至第二切换阀的一个入口，第四储箱的出口通过第四分支管路连接至第二切换阀的另一个入口，第二切换阀的出口连接第二主管路。

例如，第一主管路4和第二主管路可以分别向发动机供应两种不同的推进剂。例如，两种不同的推进剂可以在发动机的推力室内混合燃烧。

如前所述，在该实施例中，管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。

以上实施例可以彼此组合，并具有相应的技术效果。

本实用新型的另一个方面提供了一种运载火箭，包括如上所述的推进剂供应系统。由于运载火箭采用了如上所述的推进剂供应系统，因此，也具有相应的技术效果。

本实用新型提供的推进剂供应系统及运载火箭，通过针对同一种推进剂，设置两种不同容积的储箱，并进一步对容积较小的储箱设置管理装置，一方面可以简化储箱设计结构，另一方面可以适应不同的任务环境。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型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，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种适应宽任务剖面的推进剂供应系统，其特征在于，包括第一储箱、第二储箱、切换机构和第一主管路；其中所述第一储箱的出口通过第一分支管路连接至所述切换机构，所述第二储箱的出口通过第二分支管路连接至所述切换机构，所述切换机构连接所述第一主管路，所述切换机构用于在所述第一分支管路和所述第二分支管路之间切换，以实现所述第一分支管路与所述第一主管路连通或所述第二分支管路与所述第一主管路连通；所述第一储箱和所述第二储箱用于存储同一种推进剂，所述第一储箱的容积大于所述第二储箱，且所述第二储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。

2.根据权利要求1所述的推进剂供应系统，其特征在于，所述切换机构包括第一切换阀，所述第一切换阀为具有两个入口、一个出口的两位三通阀，其中所述第一储箱的出口通过所述第一分支管路连接至所述第一切换阀的一个入口，所述第二储箱的出口通过所述第二分支管路连接至所述第一切换阀的另一个入口，所述第一切换阀的出口连接所述第一主管路。

3.根据权利要求1所述的推进剂供应系统，其特征在于，所述管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。

4.根据权利要求1所述的推进剂供应系统，其特征在于，还包括第三储箱、第四储箱、第二主管路；所述第三储箱的出口通过第三分支管路连接至所述切换机构，所述第四储箱的出口通过第四分支管路连接至所述切换机构，所述切换机构连接所述第二主管路；所述切换机构还用于在所述第三分支管路和所述第四分支管路之间切换，以实现所述第三分支管路与所述第二主管路连通或所述第四分支管路与所述第二主管路连通；所述第三储箱和所述第四储箱用于存储同一种推进剂，所述第三储箱的容积大于所述第四储箱，且所述第四储箱配置用以避免推进剂夹气的管理装置。

5.根据权利要求4所述的推进剂供应系统，其特征在于，所述切换机构包括第一切换阀和第二切换阀，且所述第一切换阀和所述第二切换阀均为具有两个入口、一个出口的两位三通阀；

其中所述第一储箱的出口通过所述第一分支管路连接至所述第一切换阀的一个入口，所述第二储箱的出口通过所述第二分支管路连接至所述第一切换阀的另一个入口，所述第一切换阀的出口连接所述第一主管路；

所述第三储箱的出口通过所述第三分支管路连接至所述第二切换阀的一个入口，所述第四储箱的出口通过所述第四分支管路连接至所述第二切换阀的另一个入口，所述第二切换阀的出口连接所述第二主管路。

6.根据权利要求4所述的推进剂供应系统，其特征在于，所述管理装置为隔膜结构、活塞结构或膜盒结构。

7.一种运载火箭，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的推进剂供应系统。

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