贮箱支撑结构及具有其的双组元动力系统的制作方法

本发明涉及空间飞行器技术领域，具体而言，涉及一种贮箱支撑结构及具有其的双组元动力系统。

背景技术：

空间轨姿控发动机被广泛应用于火箭上面级和卫星，是飞行任务成败与否的关键。随着航天事业的蓬勃发展，双组元轨姿控动力系统因具有高精度、高比冲、可多次启动、推力范围广等优势，被广泛应用于航天领域。

现有技术中，双组元动力系统发动机的贮箱多为安装支架固定，并通过管路输送气体和推进剂，管路和接头较多，使得系统比较复杂、可靠性较低、安装维护不便。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种双组元动力系统的贮箱支撑结构，以解决现有技术中贮箱安装部分管路和接头较多、可靠性较低、安装维护不便的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种贮箱支撑结构，包括：支架本体，所述支架本体包括氧化剂贮箱安装部和燃料贮箱安装部；流体输送管路，所述流体输送管路集成设置在所述支架本体上以向氧化剂贮箱和燃料贮箱输送流体或者将所述氧化剂贮箱和所述燃料贮箱内部的流体输出。

进一步地，所述支架本体呈柱形框架结构，所述燃料贮箱安装部设置在所述柱形框架结构的第一端，所述氧化剂贮箱安装部设置在所述柱形框架结构的第二端。

进一步地，所述柱形框架结构包括：第一端环和第二端环，所述第一端环和所述第二端环分别位于所述柱形框架结构的两端，所述第一端环形成所述燃料贮箱安装部，所述第二端环形成所述氧化剂贮箱安装部；支撑柱，四根支撑柱支撑在所述第一端环和所述第二端环之间，第一根所述支撑柱靠近所述第一端环的一端伸出于所述第一端环，第一根所述支撑柱靠近所述第二端环的一端伸出于所述第二端环，第二根所述支撑柱和第三根所述支撑柱靠近所述第二端环的一端均伸出于所述第二端环，所述流体输送管路集成在所述支撑柱上。

进一步地，所述流体输送管路包括：挤压气体流道，所述挤压气体流道设置在第一根所述支撑柱的内部，并从第一根所述支撑柱的第一端延伸至第二端，其中，第一根所述支撑柱的第一端端部设置有与所述挤压气体流道连通的挤压气体入口和第一挤压气体出口，所述第一挤压气体出口与所述燃料贮箱连接；第一根所述支撑柱的第二端端部设置有与所述挤压气体流道连通的第二挤压气体出口，所述第二挤压气体出口与所述氧化剂贮箱连接。

进一步地，所述流体输送管路还包括：氧化剂流道，所述氧化剂流道设置在第二根所述支撑柱的内部，并从第二根所述支撑柱的中部开始朝向靠近所述第二端环的方向延伸，其中，所述氧化剂流道的第一端设置有氧化剂入口，所述氧化剂入口与所述氧化剂贮箱连接；所述氧化剂流道的第二端设置有氧化剂出口。

进一步地，所述流体输送管路还包括：燃料流道，所述燃料流道设置在第二根所述支撑柱的内部，并从第二根所述支撑柱的中部开始朝向靠近所述第二端环的方向延伸，其中，所述燃料流道的第一端设置有燃料入口，所述燃料入口与所述燃料贮箱连接；所述燃料流道的第二端设置有燃料出口。

进一步地，所述第一端环和所述第二端环为圆环或椭圆环或多边形环。

进一步地，所述流体输送管路嵌设在所述支撑柱内或者一体加工成型在所述支撑柱内。

进一步地，所述流体输送管路的横截面为圆形或椭圆形或者多边形。

根据本发明的另一方面，提供了一种双组元动力系统，包括贮箱支撑结构，所述贮箱支撑结构为上述的贮箱支撑结构。

应用本发明的技术方案，本发明中将流体输送管道集成设置在支架本体上，能够将氧化剂贮箱和燃料贮箱的安装、支撑、气体流道和液体流道集成为一体，解决了氧化剂贮箱和燃料贮箱安装部分管路和接头较多、可靠性较低、安装维护不便的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的燃料贮箱和氧化剂贮箱安装在贮箱支撑结构上时的主视图；

图2示意性示出了本发明的贮箱支撑结构的立体图；

图3示意性示出了本发明的贮箱支撑结构的第一剖视图；

图4示意性示出了本发明的贮箱支撑结构的第二剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、支架本体；11、第一端环；12、第二端环；13、支撑柱；14、氧化剂贮箱安装部；15、燃料贮箱安装部；30、挤压气体流道；31、挤压气体入口；32、第一挤压气体出口；33、第二挤压气体出口；40、氧化剂流道；41、氧化剂入口；42、氧化剂出口；50、燃料流道；51、燃料入口；52、燃料出口；60、燃料贮箱；70、氧化剂贮箱；80、导管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种贮箱支撑结构，本实施例中的贮箱支撑结构包括支架本体10和流体输送管路。

其中，支架本体10包括氧化剂贮箱安装部14和燃料贮箱安装部15，实际使用时，将氧化剂贮箱70安装在氧化剂贮箱安装部14处，对应地，将燃料贮箱60安装在燃料贮箱安装部15处；实际加工的过程中，将流体输送管路集成设置在支架本体10上以向氧化剂贮箱70和燃料贮箱60输送流体或者将氧化剂贮箱70和燃料贮箱60内部的流体输出。

本发明中将流体输送管道集成设置在支架本体10上，能够将氧化剂贮箱70和燃料贮箱60的安装、支撑、气体流道和液体流道集成为一体，解决了氧化剂贮箱70和燃料贮箱60安装部分管路和接头较多、可靠性较低、安装维护不便的问题。

参见图1所示，本实施例中的支架本体10呈柱形框架结构，燃料贮箱安装部15设置在柱形框架结构的第一端，氧化剂贮箱安装部14设置在柱形框架结构的第二端。将燃料贮箱60安装在燃料贮箱安装部15上，然后将氧化剂贮箱70安装在氧化剂贮箱安装部14上，燃料贮箱60和氧化剂贮箱70分别位移支架本体10的两端，结构紧凑，布局合理。

具体来说，本实施例中的柱形框架结构包括第一端环11、第二端环12以及支撑柱13，其中，第一端环11和第二端环12分别位于柱形框架结构的两端，第一端环11形成燃料贮箱安装部15，第二端环12形成氧化剂贮箱安装部14，实际安装时，燃料贮箱60和氧化剂贮箱70均通过螺栓或者卡扣或者焊接的方式安装在第一端环11和第二端环12上，结构简单，便于安装。实际加工时，燃料贮箱60和氧化剂贮箱70的外周设置有法兰或者外凸缘等结构，便于对燃料贮箱60和氧化剂贮箱70进行安装。

加工时，四根支撑柱13支撑在第一端环11和第二端环12之间，第一根支撑柱13靠近第一端环11的一端伸出于第一端环11，第一根支撑柱13靠近第二端环12的一端伸出于第二端环12，第二根支撑柱13和第三根支撑柱13靠近第二端环12的一端均伸出于第二端环12，流体输送管道集成在支撑柱13上，结构简单，便于实现。

再次结合图1至图4所示，本实施例中的流体输送管道包括挤压气体流道30，该挤压气体流道30设置在第一根支撑柱13的内部，并从第一根支撑柱13的第一端延伸至第二端，其中，第一根支撑柱13的第一端端部设置有与挤压气体流道30连通的挤压气体入口31和第一挤压气体出口32，第一挤压气体出口32与燃料贮箱60连接；第一根支撑柱13的第二端端部设置有与挤压气体流道30连通的第二挤压气体出口33，第二挤压气体出口33与氧化剂贮箱70连接，便于进行流体的输送。

具体来说，本实施例中的挤压气体入口31设置在第一根支撑柱13的端面上，其对外连接方式为导管连接，挤压气体经减压阀进入燃料贮箱60和氧化剂贮箱70。安装时，燃料贮箱60和氧化剂贮箱70的安装面的大小、形状及贮箱安装位置均相同，且均为螺栓连接，当然，在本发明的其他实施例中，还可以通过焊接或者卡接等方式将燃料贮箱60和氧化剂贮箱70安装在柱形框架结构上。

本实施例中的流体输送管道还包括氧化剂流道40，该氧化剂流道40设置在第二根支撑柱13的内部，并从第二根支撑柱13的中部开始朝向靠近第二端环12的方向延伸，其中，氧化剂流道40的第一端设置有氧化剂入口41，氧化剂入口41与氧化剂贮箱70通过导管80连接；氧化剂流道40的第二端设置有氧化剂出口42，便于将氧化剂输送至推力室。

流体输送管道还包括燃料流道50，该燃料流道50设置在第二根支撑柱13的内部，并从第二根支撑柱13的中部开始朝向靠近第二端环12的方向延伸，其中，燃料流道50的第一端设置有燃料入口51，该燃料入口51与燃料贮箱60通过导管80连接，便于进行流体的输送；燃料流道50的第二端设置有燃料出口52，便于将燃料输送至推力室。

实际加工的过程中，第一端环11和第二端环12可以设置为圆环，还可以设置为椭圆环或多边形环。

优选地，本实施例中的流体输送管路可以嵌设在支撑柱13内，也可以一体加工成型在支撑柱13内，结构简单，稳定可靠。

优选地，流体输送管道的横截面为圆形或椭圆形或者多边形。

实际工作时，挤压气体通过挤压气体入口31进入挤压气体流道30，沿挤压气体流道30分成两路分别到达第一挤压气体出口32，挤压气体经单向阀后，分别进入燃料贮箱60和氧化剂贮箱70，将贮箱内液体推进剂挤出，经过氧化剂入口41和燃料入口51，分别进入氧化剂流道40和燃料流道50，沿氧化剂流道40和燃料流道50到达氧化剂出口42及燃料出口52，氧化剂和燃料经阀门进入推力室燃烧产生推力。

根据本发明的另一方面，提供了一种双组元动力系统，该系统包括贮箱支撑结构，该贮箱支撑结构为上述实施例中的贮箱支撑结构。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。

该贮箱支撑结构及具有其的双组元动力系统集贮箱支撑、气体流道和液体流道为一体，解决了贮箱安装部分管路和接头较多、可靠性较低、安装维护不便的问题。布局更加紧凑，质量有效降低，可靠性显著增加，对双组元液体姿轨控发动机具有良好的适用性。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。