一种海上发射液体火箭加注推进剂晃荡动态稳定装置

本发明涉及液体火箭，尤其涉及一种海上发射液体火箭加注推进剂晃荡动态稳定装置。

背景技术：

1、随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高，液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加。然而，液体推进剂的晃动极大地影响航天器的运动稳定性和姿轨控系统的可靠性。大量液体推进剂的晃动会对航天器产生较大的干扰力/力矩，若干扰力/力矩超过控制系统可调节或结构所能承受的范围，将会造成控制系统不稳定或结构破坏。

2、而海上火箭推进剂的加注时大多数都是采用临时即用即加，以保证火箭发射的最佳状态，而且火箭推进剂不能提前加注到贮箱内。这是因为在将推进剂加注到火箭燃料箱之前，需要对火箭进行各种检查和准备工作，以确保火箭的安全和可靠性。此外，在加注过程中，还需要监测和控制推进剂的流量和压力等参数，以避免加注过程中出现任何问题。如果提前将推进剂加注到贮箱内，那么就会增加火箭事故发生的风险。同时，由于推进剂的化学性质较为复杂，如果处理不当，可能会对环境造成污染和危害。因此，为了确保火箭的安全，一般情况下是不会将推进剂提前加注到贮箱内的。

3、此时就需要在海上航行的舰船提前将推进剂按要求贮存好，特别是用来贮存的箱体需要特制，同时也需要做防晃动处理，以保证推进剂在各自的贮存罐内不会发生大的晃动，但现有技术中，其防止晃动的技术大多数是直接采用火箭内贮箱的防晃动技术，是在罐体内增加防晃动叶片，从而来保证推进剂不会出现较大的晃动问题，但这只能防止推进剂的晃动速度缓慢的情况，即，如同贮箱内推进剂的防晃动情况，而舰船在海上航行时的晃动不仅仅只有火箭发射过程中贮箱的晃动因素，还有舰船的竖直方向上，前后、左右等多方向上的晃动，且晃动的速度远比贮箱内的晃动速度要快的多，仅凭现有技术的防晃动技术是不够的。

技术实现思路

1、基于现有的海上舰船上的推进剂存储罐防晃动技术不够完善的技术问题，本发明提出了一种海上发射液体火箭加注推进剂晃荡动态稳定装置。

2、本发明提出的一种海上发射液体火箭加注推进剂晃荡动态稳定装置，包括存储推进剂的球罐，所述球罐的上下两端设有装有阀门的进出管路。

3、所述球罐的中部外表面设有与所述球罐外表面相适配的抱环，所述抱环的外表面固定安装有向外支撑的支撑腿。

4、所述抱环的内壁设有与所述球罐外表面滚动连接的滚珠。

5、所述抱环沿其竖向的外表面处设有呈环形阵列分布的弧形缓冲机构，当所述球罐沿所述抱环的内壁滚动时，所述弧形缓冲机构对所述球罐滚动前后的速度以及姿态分别实现缓冲以及调整的动作。

6、所述球罐的外表面还固定安装有用于调节所述弧形缓冲机构的集控机构。

7、优选地，所述球罐的内壁开设有与所述滚珠表面相适配的球槽，所述滚珠装配至所述球槽的内壁后向外露出与所述球罐的外表面滚动连接。

8、所述滚珠的表面开设有润滑槽，所述润滑槽的内壁填充有润滑脂。

9、通过上述技术方案，滚珠可按轴承滚珠的制作工艺进行制作，增加球罐滚动的灵敏度，且润滑槽内的润滑脂能够保证滚珠很长一段时间内都能够保持很好的润滑度。

10、优选地，所述弧形缓冲机构由缓冲模块以及管路模块组成，所述缓冲模块通过所述管路模块控制对所述罐体的缓冲动作。

11、优选地，所述缓冲模块包括固定安装在所述抱环内部的弧形液压缸，所述弧形液压缸的活塞杆的末端固定安装有接触球。

12、所述球罐的外表面固定安装有缓冲环，所述接触球通过所述缓冲环实现对所述球罐的缓冲动作。

13、通过上述技术方案，缓冲环不仅能够方便与接触球接触，且还具有限位以及保护底部阀门的作用。

14、优选地，所述管路模块包括活动套接在所述弧形液压缸内部的复位弹簧，所述复位弹簧在活塞杆向顶部滑动后将活塞杆向下弹回实现复位的动作。

15、通过上述技术方案，复位弹簧设置在弧形液压缸内，不仅能够使得活塞杆具有回弹力，且不会造成表面生锈，延长使用时间。

16、优选地，所述管路模块还包括连通所述弧形液压缸进油口和出油口的液压油管，所述液压油管的中部并联安装有单向管，两个所述单向管的表面分别安装有可调式单向流量阀以及单向阀，所述可调式单向流量阀的转动调节端上固定套接有调节齿轮，之后所述可调式单向流量阀的阀体固定安装在所述抱环的外表面。

17、通过上述技术方案，利用可调节流量的单向阀以及普通的单向阀实现对弧形液压缸大口径的回缩以及流量可控的复位缓冲动作进行控制的效果。

18、优选地，当所述弧形液压缸的活塞杆向上滑动收缩时，液压油从顶部的所述液压油管压出，所述复位弹簧被压缩积蓄弹力，液压油从装有所述单向阀的所述单向管流入至所述弧形液压缸的缸体底部内，液压油不执行经过所述可调式单向流量阀流向所述弧形液压缸底部的动作。

19、当所述弧形液压缸的活塞杆不受压力后，被压缩的所述复位弹簧回弹复位，液压油从所述弧形液压缸的底部往上经过所述可调式单向流量阀回流至所述弧形液压缸的顶部，同时液压油不执行经过所述单向阀流向所述弧形液压缸顶部的动作。

20、通过上述技术方案，能够对缓冲动作原理做出清楚的描述，有利于缓冲动作的实现。

21、优选地，所述集控机构包括固定在靠近所述可调式单向流量阀的所述抱环表面的导向固定座，所述导向固定座的内部固定安装有微型电机，所述微型电机的输出轴固定套接有驱动齿轮，所述导向固定座的内部滑动穿接有齿环，相对分布的两个所述齿环的齿面均与所述驱动齿轮以及所述调节齿轮的齿面啮合；

22、所述驱动齿轮转动后带动所述齿环与所述调节齿轮啮合转动，实现调节所述可调式单向流量阀的动作。

23、通过上述技术方案，能够对弧形缓冲机构实现集成控制的效果，气人齿轮啮合的传动比以及传动效率，能够提高调节动作的精确度。

24、优选地，所述支撑腿由直线液压缸以及连接座组成，所述直线液压缸的缸体与位于底部的所述连接座铰接，所述直线液压缸的活塞杆与位于顶部的所述连接座固定连接。

25、通过上述技术方案，直线液压缸以及连接座能够在球罐出现上下颠簸的晃动情况时，对球罐的竖直方向上的晃动进行缓冲的动作。

26、优选地，所述球罐的底部表面垂直的圆心处固定安装有陀螺仪。

27、通过上述技术方案，可利用陀螺仪来收集球罐晃动的数据，以便于为弧形缓冲机构的缓冲动作提供更加准确的数据。

28、本发明中的有益效果为：

29、1、通过设置球罐的中部外表面设有与所述球罐外表面相适配的抱环，能够将装有推进剂的球罐架空放在支撑腿上，能够避免直接安装在舰船上后，球罐会随舰船一起晃动的问题。

30、2、通过设置弧形缓冲机构，一方面能够防止球罐突然的晃动，另一方面能够防止球罐晃动幅度太大后，球罐突然回位时带动推进剂一起出现大的晃动的问题。

31、3、通过设置集控机构，能够根据舰船实际的晃动情况来调节弧形缓冲机构的缓冲动作幅度，使得弧形缓冲机构具有更好的防晃动性能。