[发明专利]双组元推进剂贮存和供应系统以及航天运载器

说明书

本申请提供了一种双组元推进剂贮存和供应系统以及航天运载器，双组元推进剂贮存和供应系统包括：贮箱壳体、燃料组件、氧化剂组件和增压组件；燃料组件和氧化剂组件反向设置在贮箱壳体中，且燃料组件和氧化剂组件之间形成气腔空间；外部充气设备通过增压组件向气腔空间充入增压工质；在增压工质的挤压作用下，燃料组件用于向推力器模块排放燃料，氧化剂组件用于向推力器模块排放氧化剂。本申请能够显著降低系统的包络尺寸和结构重量，提高系统的集成度，有助于实现双组元推进剂贮存和供应系统集成化、小型化和轻量化的目标，能够显著提高航天飞行器姿轨控发动机系统的性能。

技术领域

本申请属于姿轨控发动机技术领域，具体涉及一种双组元推进剂贮存和供应系统以及航天运载器。

背景技术

姿轨控发动机系统是航天飞行器的核心组成部分，推进剂贮存和供应系统占据姿轨控发动机系统绝大部分空间和重量，是影响其性能的重要决定因素。现有双组元推进剂贮存和供应系统主要由燃料贮箱、氧化剂贮箱、高压气瓶、气路隔离阀、压力调节器、液路隔离阀、气液路管路和安装结构等组成，其中，在较小的空间范围和较轻的结构质量下，尽量多的装载推进剂并实现不夹气的推进剂供应是推进剂贮存和供应系统的关键技术。

如图1和2所示，现有双组元推进剂贮存和供应系统包括：串联式和并联式两种布局方式。本申请的发明人在研发过程中发现：上述两种常规布局方式存在空间利用率低、包络尺寸偏大、安装结构复杂和结构重量偏大等问题。随着航天技术的发展和应用需求的升级，航天器小型化、集成化、轻量化的需求日益凸显，而双组元推进剂贮存和供应系统的常规布局方式已无法满足当前的应用需求，限制了姿轨控发动机的应用。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种双组元推进剂贮存和供应系统以及航天运载器。

根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种双组元推进剂贮存和供应系统，其包括：

贮箱壳体、燃料组件、氧化剂组件和增压组件；

所述燃料组件和氧化剂组件反向设置在所述贮箱壳体中，且所述燃料组件和氧化剂组件之间形成气腔空间；

外部充气设备用于通过所述增压组件向所述气腔空间充入增压工质；

在所述增压工质的挤压作用下，所述燃料组件用于向推力器模块排放燃料，所述氧化剂组件用于向推力器模块排放氧化剂。

如上所述的双组元推进剂贮存和供应系统，所述燃料组件包括燃料膜盒组件和燃料封头；所述氧化剂组件包括氧化剂膜盒组件和氧化剂封头；

所述燃料膜盒组件和氧化剂膜盒组件反向设置在所述贮箱壳体中；所述气腔空间形成在所述燃料膜盒组件和氧化剂膜盒组件之间；

所述燃料封头设置在所述燃料膜盒组件远离所述氧化剂膜盒组件的一侧，所述燃料封头上设置有燃料路隔离阀及加排阀，所述燃料组件通过燃料路隔离阀和燃料管路与所述推力器模块连接；

所述氧化剂封头设置在所述氧化剂膜盒组件远离所述燃料膜盒组件的一侧，所述氧化剂封头上设置有氧化剂路隔离阀及加排阀，所述氧化剂组件通过氧化剂路隔离阀和氧化剂管路与所述推力器模块连接。

如上所述的双组元推进剂贮存和供应系统，所述燃料膜盒组件包括燃料膜盒和燃料顶盖；所述氧化剂膜盒组件包括氧化剂膜盒和氧化剂顶盖；

在所述贮箱壳体中，所述燃料膜盒沿所述贮箱壳体的长度方向设置在所述贮箱壳体的一侧，所述氧化剂膜盒沿所述贮箱壳体的长度方向设置在所述贮箱壳体的另一侧；

所述燃料膜盒靠近所述氧化剂膜盒的一侧与所述燃料顶盖固定连接，其相对侧与所述燃料封头固定连接；

所述氧化剂膜盒靠近所述燃料膜盒的一侧与所述氧化剂顶盖固定连接，其相对侧与所述氧化剂封头固定连接。