共底表面张力贮箱.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115973457A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211708295.9(22)申请日2022.12.29(71)申请人上海空间推进研究所地址201112上海市闵行区浦江镇万芳路801号(72)发明人葛宁刘志杰乔艳伟邱卫东王维杨丰黄博涵(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334专利代理师李佳俊(51)Int.Cl.B64G1/40(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称共底表面张力贮箱(57)摘要本发明提供了一种共底表面张力贮箱，包括：贮箱壳体、中间底、氧箱管理装置、燃箱管理装置以及复合材料缠绕层；所述贮箱壳体内连接所述中间底，所述中间底内弧侧和所述贮箱壳体之间设置为燃箱，所述燃箱底部设置所述燃箱管理装置，所述中间底外弧侧与所述贮箱壳体之间设置为氧箱，所述氧箱底部设置所述氧箱管理装置；所述贮箱壳体外表面缠绕所述复合材料缠绕层。本发明实现了有限轴向尺寸内的共底结构设计和异型管理装置设计，并通过复合材料缠绕实现了贮箱的轻质化，对共底表面张力贮箱的应用具有重要意义。CN115973457ACN115973457A权利要求书1/1页1.一种共底表面张力贮箱，其特征在于，包括：贮箱壳体(1)、中间底(2)、氧箱管理装置(3)、燃箱管理装置(4)以及复合材料缠绕层(7)；所述贮箱壳体(1)内连接所述中间底(2)，所述中间底(2)内弧侧和所述贮箱壳体(1)之间设置为燃箱管理装置(4)，所述燃箱管理装置(4)处设置燃箱，所述中间底(2)外弧侧与所述贮箱壳体(1)之间设置为氧箱管理装置(3)箱，所述氧箱管理装置(3)处设置氧箱，所述贮箱壳体(1)外表面缠绕所述复合材料缠绕层(7)。2.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述贮箱壳体(1)设置为薄壁椭球形壳体，所述中间底(2)设置为薄壁球形壳体。3.根据权利要求2所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述贮箱壳体(1)的短轴与长轴比为0.65，所述贮箱壳体(1)的厚度δ1与长轴D1的比值小于0.0006，所述中间底(2)的厚度δ2与直径D2的比值小于0.0005。4.根据权利要求2所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述贮箱壳体(1)和所述中间底(2)的材料采用5A06铝合金、5B70铝合金、2219铝合金或2195铝合金。5.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述氧箱管理装置(3)固定安装在所述贮箱壳体(1)上，所述氧箱管理装置(3)和所述贮箱壳体(1)之间通过O形橡胶圈密封。6.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述燃箱管理装置(4)固定安装在所述贮箱壳体(1)上，所述燃箱管理装置(4)设置为整环结构，所述燃箱管理装置(4)连接所述贮箱壳体(1)的波纹管。7.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述中间底(2)内弧侧通过卡箍固定安装氧箱测压管(5)，所述氧箱测压管(5)一端连接所述贮箱壳体(1)的一个测压口。8.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述中间底(2)外弧侧对应的所述贮箱壳体(1)的一侧内侧壁通过卡箍固定安装燃箱测压管(6)，所述燃箱测压管(6)一端连接所述贮箱壳体(1)的一个测压口。9.根据权利要求1所述共底表面张力贮箱，其特征在于：所述复合材料缠绕层(7)为SYT55S碳纤维缠绕层。2CN115973457A说明书1/3页共底表面张力贮箱技术领域[0001]本发明涉及贮箱结构领域，具体地，涉及共底表面张力贮箱。背景技术[0002]空间推进系统需要各种压力容器以贮存液体和气体，压力容器是航天运载器的重要部件，贮箱作为推进剂的管理组件，贮箱的设计方案与系统有着很高的相关度。随着载人航天事业的发展，对贮箱的轻质化、高排放效率提出了更高的要求，同时对贮箱的质心高度提出了要求，以期通过降低贮箱的质心高度来降低飞行器的质心高度。[0003]共底贮箱使用共底结构将贮箱分隔为上箱和下箱，节省了一个贮箱箱底的重量，同时共底后可以利用上下箱之间的压差来抵消各自的内压载荷，进一步降低了共底的重量。共底贮箱充分利用了箱间段内的空间，节省了箱间段重量，同时缩短了火箭的高度，有利于火箭减重和姿态控制。[0004]目前的共底贮箱主要应用于运载领域，其工作压力较低，一般为0.5MPa‑0.8MPa，贮箱壳体采用全金属材料；贮箱在飞行过程中推进剂全程沉底，贮箱无需对推进剂进行专门管理；而且中间底一般需要装配于贮箱柱段，要求贮箱壳体为柱形结构。空间飞行器姿控动力系统贮箱工作压力一般为2.0MPa，常规的全金属壳体不利于贮箱的轻质化设计；空间飞行器姿控动力系统贮箱的工作环境为微重力，因此需要对推进剂进行微重力下的管理；空间飞行器姿控