一种大型液体运载火箭POGO抑制系统及输送系统的制作方法

本发明涉及大型液体运载火箭领域，具体涉及一种大型液体运载火箭pogo抑制系统及输送系统。

背景技术：

1、大型液体运载火箭在飞行的过程中，通常发生不稳定的自激纵向耦合振动(pogo振动)，液体火箭的pogo振动是由于火箭的结构系统和推进系统相互作用产生的不稳定的闭环自激振动，它使火箭的力学环境恶化，可能造成火箭上敏感元件及仪器设备受损或结构超限。对于载人航天，还会使航天员遭受到超出人体承受能力的振动。因此，一般大型液体运载火箭都采取抑制自激纵向耦合振动的措施。

2、随着我国航天技术的发展，运载火箭体积增大，结构也愈加复杂，与中型运载火箭相比，大型液体运载火箭全箭结构频率更低，pogo振动与更接近大型液体运载火箭全箭结构频率，所以对抑制自激纵向耦合振动的能力要求会更高，现有技术中还没有针对体积巨大、结构复杂的大型运载火箭进行pogo振动抑制的装置。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种大型液体运载火箭pogo抑制系统及输送系统，能够解决现有技术中还没有针对体积巨大、结构复杂的大型运载火箭进行pogo振动抑制的装置的技术问题。

2、为达上述目的，一方面，本发明实施例提供一种大型液体运载火箭pogo抑制系统，包括：液氧多通和可调节pv值的蓄压器，蓄压器的上部设于液氧多通内，液氧多通和蓄压器为一体化设计结构；其中，液氧多通连接于上游的一级氧箱，以及液氧多通连接于下游的一级发动机；一级氧箱处于一级发动机的竖向位置之上。

3、另一方面，本发明实施例提供一种大型液体运载火箭输送系统，包括前述的大型液体运载火箭pogo抑制系统、以及一级煤油箱；其中，一级冷氦气瓶设有一级氧箱内；

4、一级煤油箱设于一级氧箱与液氧多通的竖向位置之间，一级煤油箱连接于一级发动机。

5、第三方面，本发明实施例提供一种蓄压器装置，包括：液氧多通和可调节pv值的蓄压器，蓄压器的上部设于液氧多通内，液氧多通和蓄压器为一体化设计结构；且蓄压器的上部连接于液氧多通的底壁，液氧多通设有液氧输送的法兰，法兰均设于蓄压器之上的液氧多通的外壁上；

6、蓄压器内包括壳体和在壳体内竖向设置的膜片，膜片为波浪形的圆环。

7、上述技术方案具有如下有益效果：在现有大型液体运载火箭输送系统内所使用的液氧多通内增加蓄压器，在大型液体运载火箭一级飞行过程中，液氧自一级氧箱输出，经过液氧多通输送到一级发动机内；同时自一级冷氦气瓶向蓄压器内充氦气，通过向蓄压器不断充气实现蓄压器的pv值的调节，蓄压器内的气枕压力与液氧十通内液氧压力保持一致。所充入的氦气能够降低一级液氧输送系统的一阶固有频率，达到调整一级液氧输送系统的动特性的目的，保证了一级液氧输送系统在一级飞行过程中，一级液氧输送系统的固有频率和箭体结构纵向一阶频率保持不相交，避免了火箭在一级飞行过程中发生pogo振动的风险。

技术特征：

1.一种大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，包括：液氧多通(18)和可调节pv值的蓄压器(182)，所述蓄压器(182)的上部设于所述液氧多通(18)内，所述液氧多通(18)和所述蓄压器(182)为一体化设计结构；其中，所述液氧多通(18)连接于上游的一级氧箱(1)，以及所述液氧多通(18)连接于下游的一级发动机(3)；所述一级氧箱(1)处于所述一级发动机(3)的竖向位置之上。

2.根据权利要求1所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，所述蓄压器(182)包括壳体(1822)、在所述壳体(1822)内竖向设置的膜片(1821)以及封于所述膜片(1821)顶端的顶板(1829)，所述膜片(1821)为波浪形的圆环，所述圆环的下端面连接于所述液氧多通(18)的内底面，所述顶板(1829)封于所述圆环的顶端；

3.根据权利要求1所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，还包括设于所述液氧多通(18)内、所述蓄压器(182)顶部之上、对所述蓄压器(182)进行限位的蓄压器限位装置(1813)。

4.根据权利要求2所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，还包括设于所述蓄压器(182)内部、对所述膜片(1821)进行导向的蓄压器导向装置(1823)，所述蓄压器导向装置(1823)具有中空的导向臂(1827)，所述导向臂(1827)的底端连接于所述液氧多通(18)的内底面，所述蓄压器导向装置(1823)还具有活动臂(1828)，所述活动臂(1828)的固定端连接于所述顶板(1829)上，所述活动臂(1828)的自由端滑动于所述导向臂(1827)的中空空间内。

5.根据权利要求2所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，所述一级冷氦气瓶(4)通过蓄压器充气管路(24)连接于所述蓄压器(182)；

6.根据权利要求5所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，在所述大型液体运载火箭的一级飞行过程中，对所述第一冷氦电磁阀(31)、所述第二冷氦电磁阀(32)、所述第三冷氦电磁阀(33)和所述第四冷氦电磁阀(34)的控制为开式控制。

7.根据权利要求2所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统，其特征在于，还包括设于所述蓄压器(182)上、对所述蓄压器(182)进行过压保护的蓄压器保险阀(25)，所述蓄压器保险阀(25)通过蓄压器保险阀接口(1825)管路连接于所述蓄压器(182)的底部；

8.一种大型液体运载火箭输送系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任一所述的大型液体运载火箭pogo抑制系统、以及一级煤油箱(2)；其中，所述一级冷氦气瓶(4)设有所述一级氧箱(1)内；

9.根据权利要求8所述的大型液体运载火箭输送系统，其特征在于，所述一级冷氦气瓶(4)连接于冷氦输送管路(30)，所述冷氦输送管路(30)的末端进入到所述一级煤油箱(2)，且所述冷氦输送管路(30)的末端连接有煤油箱消能器(10)；

10.根据权利要求9所述的大型液体运载火箭输送系统，其特征在于，在所述冷氦输送管路(30)上，还包括冷氦加温器(9)，且所述冷氦加温器(9)设于并联设置的所述第一增压支路(70)、所述第二增压支路(80)、所述第三增压支路(90)和所述第四增压支路(100)之后、所述煤油箱消能器(10)之前的所述冷氦输送管路(30)上。

11.根据权利要求9所述的大型液体运载火箭输送系统，其特征在于，还包括设于所述一级煤油箱(2)上的煤油箱压力传感器(12)；

12.根据权利要求8所述的大型液体运载火箭输送系统，其特征在于，所述一级氧箱(1)具有氧箱后底(14)；

13.一种蓄压器装置，其特征在于，包括：液氧多通(18)和可调节pv值的蓄压器(182)，所述蓄压器(182)的上部设于所述液氧多通(18)内，所述液氧多通(18)和所述蓄压器(182)为一体化设计结构；且所述蓄压器(182)的上部连接于所述液氧多通(18)的底壁，所述液氧多通(18)设有液氧输送的法兰，所述法兰均设于所述蓄压器(182)之上的所述液氧多通(18)的外壁上；

技术总结
本发明实施例提供一种大型液体运载火箭POGO抑制系统及输送系统，所述抑制系统包括：液氧多通18和可调节PV值的蓄压器182，蓄压器182的上部设于液氧多通18内，液氧多通18和蓄压器182为一体化设计结构；液氧多通18连接于上游的一级氧箱1，液氧多通18连接于下游的一级发动机3；一级氧箱1处于一级发动机3的竖向位置之上。通过向蓄压器不断充氦气实现蓄压器的PV值的调节，保证了在一级飞行过程中，一级液氧输送系统的固有频率和箭体结构纵向一阶频率保持不相交，避免了发生POGO振动的风险。

技术研发人员：戴华平,沈涌滨,李志明,曲伟强
受保护的技术使用者：北京天兵科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19