[发明专利]蓄能式推进剂贮箱

说明书

本发明提供了一种蓄能式推进剂贮箱，包括承压壳体、隔离导向筒、可移动气液隔膜、液路接嘴、气路接嘴、贮液管理腔和贮气蓄能腔。其中，隔离导向筒设置在承压壳体的内腔体内；当蓄能式推进剂贮箱进行加注时，通过液路接嘴向贮液管理腔内充入液体推进剂，促使可移动气液隔膜向贮气蓄能腔移动，进而减小贮气蓄能腔的体积，对从气路接嘴充入的气体增压蓄能；当蓄能式推进剂贮箱进行排放时，通过利用贮气蓄能腔存储的气体增压蓄能促使可移动气液隔膜向贮液管理腔移动，挤压贮液管理腔的液体推进剂从液路接嘴排出。本发明集成了目前现有推进剂供应系统中的高压气瓶、减压器和推进剂贮箱功能，使结构系统复杂性降低，可显著提高系统可靠性。

技术领域

本发明涉及飞行器液体推进系统，具体地，涉及一种蓄能式推进剂贮箱，尤其涉及一种同时满足气体增压和推进剂贮存及管理的蓄能式推进剂贮箱。

背景技术

液体推进系统由于比冲高、能多次启动、推力可调节和适应性强等特点，在空间推进系统中占主导地位。其被广泛应用于各类飞行器(空间飞行器、空间站、探测器等)的轨道转移、精准定位、阻力补偿、末速修正、位置保持、姿态控制、离轨处理和交会对接，以及星际航行和深空探测等任务。为了更好地适应航天技术未来的发展需求，研制性能和可靠性更高、寿命更长和成本更低的新型空间液体推进系统势在必行。

目前，空间液体推进系统主要由推进剂供应系统及发动机组成。其中，推进剂供应系统无论是空间上还是在重量上均占空间液体推进系统的很大比例。其方案选择和涉及对飞行器优化结构布局、提高空间利用率、降低结构质量具有重要意义。

现有空间推进系统大多采用挤压式推进剂供应系统。挤压式系统又包括恒压式和落压式。落压式推进剂供应系统通常用于辅助推进系统中，一般由推进剂贮箱、充气/放气阀、加注/泄出阀、过滤器和传感器构成。由于其增压气体直接充填至推进剂贮箱内，系统简单。但由于贮箱气垫容积比高达30％-60％，如需携带更多的推进剂，则推进剂贮箱容积需求更大，重量也较重。恒压式推进剂供应系统通常用于空间主发动机，其在落压式系统基础上还包含单独的气体增压模块(高压气瓶、减压器等)，该结构比较复杂、占用空间大、安装维护不便，可靠性低。

此外，随着在轨服务技术的发展，为延长航天器的工作寿命，提高其多次机动能力，需要实施推进剂在轨补加。目前，主要工程应用的是基于膜盒贮箱和增压气体回收的补加技术。其主要原理是携带了推进剂的补加飞行器与目标飞行器对接后，目前飞行器通过自身携带的压气机为膜盒贮箱建立低气压环境，利用压力差将补加飞行器携带的推进剂输送至目标飞行器膜盒贮箱中。该技术中，压气机作为必不可少的部件，不仅研制技术难度大，同时增加飞行器重量，对火箭运载能力提出更高要求。

经过检索，专利文献CN109204887A公开了一种航空航天用推进剂贮箱，包括：贮箱壳体；第一膜片，第一膜片与贮箱壳体的内壁形成第一容纳空间；第二膜片，第二膜片与贮箱壳体的内壁形成第二容纳空间，第二膜片与第一膜片形成密闭的气体压缩空间；与第一容纳空间连通的第一液路接嘴；与第二容纳空间连通的第二液路接嘴；以及与气体压缩空间连通的气路接嘴，气路接嘴向气体压缩空间通入压缩气体时，第一膜片和第二膜片可发生形变并分别压缩第一容纳空间和第二容纳空间。该现有技术的不足之处在于虽然结构简单，但是占用空间大，承压高，对于膜片的使用寿命有所降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种蓄能式推进剂贮箱，较大程度上弥补了传统推进剂供应系统和推进剂在轨补加技术的不足，具有结构简单、占用空间小、重量轻、安装维护较为便捷、成本低、可靠性高等特点，非常适合空间有限、布局紧凑、结构质量要求苛刻、具备推进剂在轨补加功能的飞行器，是现有推进剂供应系统和推进剂在轨补加方案的有益补充。

根据本发明提供的一种蓄能式推进剂贮箱，包括：承压壳体、隔离导向筒、可移动气液隔膜、液路接嘴、气路接嘴、贮液管理腔和贮气蓄能腔，