[发明专利]一种适用于重复使用火箭的贮箱防晃结构

说明书

本发明涉及一种适用于重复使用火箭的贮箱防晃装置，包括外壳体、单向阀组件；所述外壳体为半封闭结构，用于与贮箱出流口形成一个蓄流空间，所述外壳体四周均匀设置导向阀安装孔，每个导向阀安装孔内安装单向阀组件；每个单向阀组件包括导向壳体、拉簧和导向堵头；所述导向壳体用于与所述安装孔内壁固连，导向堵头与所述导向壳体之间通过拉簧接触密封连接，当贮箱内推进剂压力超过所述拉簧拉力时，贮箱内推进剂由导向堵头与导向壳体之间的间隙进入所述蓄流空间。

技术领域

本发明适用于重复使用液体火箭贮箱结构，具体涉及一种新型箱内防晃装置的贮箱结构。

背景技术

贮箱是液体火箭不可或缺的关键结构组成之一，在承担火箭推进剂携带基本功能的同时，还要承受复杂内压、外压、轴压、与弯矩载荷。在箭体飞行过程中，推进剂随着飞行不断消耗而减少，同时伴随箭体姿态变化、发动机和气动载荷产生巨大振动影响，因此箱内推进剂液面晃动不可避免，而晃动程度直接影响箭体飞行质心控制和结构承力。通常液体晃动抑制方法是在贮箱内安装各种各样的防晃挡板，当流线的方向垂直于隔板面时，隔板可以很好地抑制液体的晃动。传统火箭隔板的种类很多，分为水平固定隔板、竖直固定隔板及环形隔板等，有效抑制了。然而，随着重复使用火箭研制的提出，火箭飞行和回收过程姿态的巨大变化，防晃板的承载量级已发生数量级增长，而且多次发动机点火启动对传统防晃板装置还提出了蓄留推进剂功能的迫切需求，据此提出了一种适用于重复使用贮箱防晃结构设计，消除飞行和回收使用条件下箭体贮箱内推进剂液面晃动的影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是：通过新型的贮箱防晃结构设计，实现可重复使用贮箱的推进剂液面晃动抑制，提高防晃结构的可靠性，同时实现推进剂的变姿态蓄留，提高重复使用火箭控制可靠性。

本发明解决技术的方案是：一种适用于重复使用火箭的贮箱防晃装置，包括外壳体、单向阀组件；所述外壳体为半封闭结构，用于与贮箱出流口形成一个蓄流空间，所述外壳体四周均匀设置导向阀安装孔，每个导向阀安装孔内安装单向阀组件；每个单向阀组件包括导向壳体、拉簧和导向堵头；所述导向壳体用于与所述安装孔内壁固连，导向堵头与所述导向壳体之间通过拉簧接触密封连接，当贮箱内推进剂压力超过所述拉簧拉力时，贮箱内推进剂由导向堵头与导向壳体之间的间隙进入所述蓄流空间。

优选的，所述导向堵头为带法兰的半球结构，所述导向壳体主体为圆柱形筒体结构，所述筒体一端设置用于与导向阀安装孔内壁固连的法兰，另一端设置喇叭口；所述喇叭口与所述半球结构之间在拉簧拉力作用下接触形成线密封。

优选的，导向堵头的球头外半径R2的取值范围为倍的R1，R1为导向壳体圆柱形筒体的内半径R1，同时导向距离H即喇叭口的长度应小于R2。

优选的，装配过程中拉簧的根数为N，一般3≤N≤10，且按单向阀组件中心轴线径向均匀阵列分布，安装状态单向阀组件为闭合状态，即导向壳体和导向堵头为接触状态。

优选的，拉簧的单根预紧力F取值范围在(P1-P2)/N×2％～(P1-P2)/N×10％；其中贮箱内侧压力为P1，出流口的需求工作压力为P2。

优选的，所述蓄流空间体积占贮箱体积的1％-5％。

优选的，所述外壳体主体为球形，球面均布至少3个导向阀安装孔。

一种重复使用火箭贮箱，包括上底、筒段、下底、内隔板、出流法兰、前短壳和后短壳以及所述的防晃装置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明通过采用内隔板和防晃装置的双重推进剂防晃结构设计，使箭体在最大限度降低推进剂液面晃动的影响，同时实现了推进剂稳定蓄留功能，从而提高了重复使用火箭多次点火功能实现。

(2)本发明的防晃装置一方面可以发挥传统蓄压器抑制振动效果，还取代了传统十字隔板消漩器装置，通过了一个装置多功能集成，较少了结构废重，提升了贮箱结构效率。