一种内置隔板式贮箱的制作方法

1.本发明涉及一种内置隔板式贮箱，属于天地往返飞行器技术领域。


背景技术：

2.天地往返飞行器呈轴对称分布，此类飞行器机身轴向长度与径向尺寸比值较大，决定了推进剂贮箱轴向长度与径向尺寸比值大，随着飞行航程推进剂的消耗增大，剩余推进剂在箱体内轴向位移活动范围极大，导致贮箱内剩余推进剂晃动剧烈，影响飞行器整体质心分布，不利于发挥气动优势，不利于实现控制配平。
3.传统运载火箭主要采用大贮箱串/并联小贮箱方案对剩余推进剂进行收纳管理，箱体间管路直径较小、连接系统设计复杂，小直径单向阀门组件应用较多，该种方案不适用于大吨级航天飞行器，推进剂流量控制不好，小贮箱易被抽吸塌陷，贮箱布局占据飞行器空间。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种内置隔板式贮箱，在航天飞行器返回段能抑制剩余推进剂质量前涌，有效控制飞行器质心轴向位置。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种内置隔板式贮箱，包括前椭球底、圆柱筒段和后椭球底，前椭球底和后椭球底中间连接有圆柱筒段，三者形成贮箱；
7.贮箱内部设置有防晃板和隔板；
8.防晃板为环形板，设置在圆柱筒段内壁上，防止推进剂在满箱状态下晃动；
9.隔板为半圆构型，通过螺接形式与紧邻后椭球底的防晃板连接，并高于防晃板；
10.推进剂通过后椭球底加注管路加注，加注管路伸入后椭球底且连接一段随形弯管，保证在推进剂加注时气枕体积完全排出，在隔板后不产生气腔；
11.工作时贮箱顶部气枕加压，推进剂从后椭球底部的输送管路流向发动机，由于隔板，推进剂从隔板上方空间流向后椭球底，不在隔板前发生积液；
12.在返回段飞行器平飞小攻角姿态时，隔板实现推进剂前涌抑制，推进剂于隔板后方收纳贮藏，防止质量晃动带来质心持续变化。
13.进一步的，防晃板宽度w与贮箱直径r的尺寸比为0.06-0.08。
14.进一步的，防晃板之间非等间隔。
15.进一步的，贮箱隔板采用与后椭球底相同规格的金属材料制成。
16.进一步的，在贮箱后椭球底中心设置输送管，向发动机输送推进剂。
17.进一步的，在后椭球底靠近下底部增设加注管路，用于推进剂加注。
18.进一步的，弯管延伸到隔板后端底部45-50mm处。
19.本发明与现有技术相比的有益效果是：
20.(1)本发明贮箱可适用常温或低温任意组分推进剂类型，单层隔板结构可实现贮
箱内剩余推进剂收纳管理功能，从而减少箱体内单向阀门的运用，降低了管路系统设计复杂度；
21.(2)本发明可以实现飞行器返回段剩余推进剂的收纳管理、防止质量晃动带来质心持续变化的不利影响；
22.(3)本发明简化贮箱设计、具备不使用贮箱内单向阀门的状态下，实现推进剂前涌控制功能；
23.(4)本发明实现贮箱“合二为一”简化了多个贮箱串并联设计，降低了系统复杂度，节省了飞行器布局空间；
24.(5)本发明具备垂直状态加注、水平状态飞行实现推进剂供应功能。
附图说明
25.图1为本发明内置隔板贮箱示意图，其中，1-前椭球底，2-圆柱筒段，3-后椭球底，4-隔板，5-增压管，6-排气阀，7-加注管路，8-输送管9-防晃板。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
27.一种内置隔板式贮箱，如图1所示，包括前椭球底、圆柱筒段和后椭球底，前椭球底和后椭球底中间连接有圆柱筒段，三者形成贮箱；
28.贮箱内部设置有防晃板和隔板；
29.防晃板为环形板，设置在圆柱筒段内壁上，防止推进剂在满箱状态下晃动；
30.隔板为半圆构型，通过螺接形式与紧邻后椭球底的防晃板连接，并高于防晃板；
31.推进剂通过后椭球底加注管路加注，加注管路伸入后椭球底且连接一段随形弯管，保证在推进剂加注时气枕体积完全排出，在隔板后不产生气腔；
32.工作时贮箱顶部气枕加压，推进剂从后椭球底部的输送管路流向发动机，由于隔板，推进剂从隔板上方空间流向后椭球底，不在隔板前发生积液；
33.在返回段飞行器平飞小攻角姿态时，隔板实现推进剂前涌抑制，推进剂于隔板后方收纳贮藏，防止质量晃动带来质心持续变化。
34.推进剂通过贮箱后底加注虹吸管路加注，同时气枕通过贮箱顶部排气阀门排出，不会产生气腔。
35.工作时贮箱顶部气枕加压，推进剂从尾部输送管流出，推进剂不会在隔板前发生积液现象，亦能实现剩余推进剂的收纳管理，防止推进剂前涌。
36.贮箱单层隔板采用与后底相同规格的金属材料制成，通过螺接形式与防晃板连接，防晃板结构焊接在贮箱环形内壁上，功能上可实现飞行器返回段剩余推进剂的收纳管理、防止质量晃动带来质心持续变化的不利影响。
37.单层隔板近似半圆构型设计，径向尺寸高度可根据飞行器晃动特性灵活设计，可适用于飞行器的不同控制需求。
38.在贮箱后底中心设置输送管，向发动机输送推进剂，同时在后底靠近下底部增设加注管路，实现推进剂加注功能，加注管路伸进贮箱后底端面，且随贮箱后底剖面椭球外形特点连接弯管，弯管适当延伸到隔板后端底部约50mm附近。
39.该贮箱可适用常温或低温任意组分推进剂类型，单层隔板结构可实现贮箱内剩余推进剂收纳管理功能，从而减少箱体内单向阀门的运用，降低了管路系统设计复杂度。
40.防晃板宽度w与贮箱直径r的尺寸比为0.06-0.08。
41.防晃板之间非等间隔。
42.弯管延伸到隔板后端底部45-50mm处。
43.在航天飞行器返回段能抑制剩余推进剂质量前涌时，通过本发明装置，可有效控制飞行器质心轴向位置，利于发挥飞行器气动优势，利于实现飞行器控制配平。
44.本发明可以实现飞行器返回段剩余推进剂的收纳管理、防止质量晃动带来质心持续变化的不利影响。
45.本发明简化贮箱设计、具备不使用贮箱内单向阀门的状态下，实现推进剂前涌控制功能。
46.本发明实现贮箱“合二为一”简化了多个贮箱串并联设计，降低了系统复杂度，节省了飞行器布局空间。
47.本发明具备垂直状态加注、水平状态飞行实现推进剂供应功能。
48.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。