运载火箭增压系统及运载火箭的制作方法

本发明涉及液体火箭，特别是涉及一种运载火箭增压系统及运载火箭。

背景技术：

1、液体火箭的贮箱贮气式增压系统是指预先贮存在火箭上贮气装置内的增压介质以一定流量进入贮箱增压的方式。增压系统用于提供液体火箭推进剂贮箱气枕压力，增压气体进入推进剂贮箱，膨胀后占据推进剂排出后的空间，对液体推进剂产生工作压力，一方面满足发动机飞行过程中所需要的发动机入口推进剂工作压力条件，另一方面用于满足维持火箭推进剂贮箱足够强度和刚度所需要的内压要求。

2、贮箱作为运载火箭的重要组成部分，一般釆用高强度铝合金结构拼装焊接而成，其体积约占运载火箭的80％，以新一代运载火箭长征五号(直径5米)为例，贮箱结构重量占未加注推进剂前火箭结构总重的25％。当前共底贮箱作为推进剂贮箱中新颖的结构形式，因其取消了贮箱箱间级，减轻了结构重量，改善了火箭长细比，提高了结构效率，是未来贮箱的重要研究方向。

3、在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

4、为解决低温贮箱的绝热技术，目前的共底贮箱的共底主要为夹层结构，上下两层为强度较高的椭球形的上铝合金面板和下铝合金面板，上下铝合金面板中间为厚度较厚的pmi泡沫夹芯，铝合金面板和pmi泡沫夹芯间通过胶黏剂粘连在一起，这种共底方式不但加大了共底贮箱的结构重量，中间的泡沫夹芯层也引入了泡沫多余物，同时复杂的工艺流程加大了共底贮箱生产的成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种运载火箭增压系统及运载火箭，以解决现有技术中存在的共底贮箱的共底结构复杂、重量较大及引入多余物等问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种运载火箭增压系统，包括：

3、液氧贮箱，所述液氧贮箱内设有增压气瓶，用于贮存液氧；

4、液丙烷贮箱，用于贮存液丙烷，所述液丙烷贮箱设有第一增压气体进口，所述第一增压气体进口通过管路与所述增压气瓶连通；

5、所述液氧贮箱和所述液丙烷贮箱为共底贮箱，所述共底贮箱的共底为单层共底，所述液氧贮箱中的液氧温度和所述液丙烷贮箱中的液丙烷温度相同。

6、进一步地，所述液氧贮箱中的液氧温度范围和所述液丙烷贮箱中的液丙烷的温度范围均为85-89k；

7、或者，所述单层共底采用铝锂合金制造，所述增压气瓶采用不锈钢制造。

8、进一步地，所述运载火箭增压系统还包括液丙烷增压输送系统，所述液丙烷增压输送系统包括通过管路依次连接的第一过滤器、第一四路增压电磁阀、第一孔板和丙烷箱消能器；所述第一过滤器远离所述第一四路增压电磁阀的一端通过管路与所述增压气瓶连通；所述丙烷箱消能器设于所述液丙烷贮箱内，所述丙烷箱消能器与所述第一孔板连接的管路穿设于所述第一增压气体进口内。

9、进一步地，所述第一四路增压电磁阀包括第一主路增压电磁阀、第一辅助路增压电磁阀、第二辅助路增压电磁阀和第一备保路增压电磁阀；

10、所述液丙烷增压输送系统还包括丙烷箱压力传感器和丙烷箱增压控制器；所述丙烷箱压力传感器和丙烷箱增压控制器电连接，所述丙烷箱压力传感器与所述液丙烷贮箱的第二气枕连通；所述丙烷箱增压控制器和所述第一四路增压电磁阀电连接。

11、进一步地，所述丙烷箱增压控制器用于：

12、当运载火箭增压系统工作时，接收所述丙烷箱压力传感器检测的第二气枕内的压力值p0，并将所述压力值p0与预设的第一备保路增压电磁阀的开启阈值p1、第二辅助路增压电磁阀的开启阈值p2、第一辅助路增压电磁阀的开启阈值p3、第二辅助路增压电磁阀的关闭阈值p4及第一辅助路增压电磁阀的关闭阈值p5进行比较；

13、若比较结果为p0小于p4且不小于p3，则控制第一主路增压电磁阀打开，控制第一辅助路增压电磁阀和第二辅助路增压电磁阀k7保持上一状态，并控制第一备保路增压电磁阀关闭；

14、若比较结果为p0小于p5且不小于p4，则控制第一主路增压电磁阀打开，控制第一辅助路增压电磁阀保持上一状态，控制第二辅助路增压电磁阀和第一备保路增压电磁阀关闭；

15、若比较结果为p0不小于p5，则控制第一主路增压电磁阀打开，并控制第一辅助路增压电磁阀、第二辅助路增压电磁阀和第一备保路增压电磁阀关闭；

16、当运载火箭增压系统结束工作时，控制第一主路增压电磁阀、第一辅助路增压电磁阀、第二辅助路增压电磁阀和第一备保路增压电磁阀全部关闭。

17、进一步地，所述液丙烷贮箱内设有液氧输送主管路，所述液氧输送主管路的一端与所述共底抵接，从而与所述液氧贮箱连通，所述液氧输送主管路的另一端由所述液丙烷贮箱的底部穿出，所述液氧输送主管路为单层金属结构。

18、进一步地，所述运载火箭增压系统还包括多通结构，所述多通结构包括多个连通口，所述多通结构靠近所述液丙烷贮箱一端的第一连通口与所述液氧输送主管路位于所述液丙烷贮箱底部的一端连通，所述多通结构远离所述液丙烷贮箱一端的多个第二连通口用于分别与对应的发动机连通；所述液丙烷贮箱的底部设有多个第三连通口，所述第三连通口用于分别与对应的所述发动机连通。

19、进一步地，所述运载火箭增压系统还包括加温器，所述加温器包括进气口和出气口，所述进气口用于与所述增压气瓶连通，所述出气口用于与所述液氧贮箱的第一气枕连通。

20、进一步地，所述运载火箭增压系统还包括液氧增压输送系统，所述液氧增压输送系统包括通过管路依次连通的第二过滤器、第二四路增压电磁阀、第二孔板和氧箱消能器；所述第二过滤器远离所述第二四路增压电磁阀的一端通过管路与所述加温器的出气口连通；所述氧箱消能器设于所述液氧贮箱内。

21、进一步地，所述第二四路增压电磁阀包括第二主路增压电磁阀、第三辅助路增压电磁阀、第四辅助路增压电磁阀和第二备保路增压电磁阀；所述液氧增压输送系统还包括氧箱压力传感器和氧箱增压控制器；所述氧箱压力传感器和氧箱增压控制器电连接，所述氧箱压力传感器与所述液氧贮箱的第一气枕连通；所述氧箱增压控制器和所述第二四路增压电磁阀电连接。

22、进一步地，所述氧箱增压控制器用于：

23、当运载火箭增压系统工作时，接收所述氧箱压力传感器检测的第一气枕内的压力值p0，并将所述压力值p0与预设的第二备保路增压电磁阀的开启阈值p1、第四辅助路增压电磁阀的开启阈值p2、第三辅助路增压电磁阀的开启阈值p3、第四辅助路增压电磁阀的关闭阈值p4及第三辅助路增压电磁阀的关闭阈值p5进行比较；

24、若比较结果为p0小于p2且大于p1，则控制第二主路增压电磁阀、第三辅助路增压电磁阀和第四辅助路增压电磁阀打开，并控制第二备保路增压电磁阀保持上一状态；

25、若比较结果为p0小于p3且不小于p2，则控制第二主路增压电磁阀和第三辅助路增压电磁阀打开，控制第四辅助路增压电磁阀保持上一状态，控制第二备保路增压电磁阀关闭；

26、若比较结果为p0小于p4且不小于p3，则控制第二主路增压电磁阀打开，控制第三辅助路增压电磁阀和第四辅助路增压电磁阀保持上一状态，控制第二备保路增压电磁阀关闭；

27、若比较结果为p0小于p5且不小于p4，则控制第二主路增压电磁阀打开，控制第三辅助路增压电磁阀保持上一状态，控制第四辅助路增压电磁阀和第二备保路增压电磁阀关闭；

28、若比较结果为p0不小于p5，则控制第二主路增压电磁阀打开，控制第三辅助路增压电磁阀、第四辅助路增压电磁阀和第二备保路增压电磁阀关闭；

29、当运载火箭增压系统结束工作时，控制第二主路增压电磁阀、第三辅助路增压电磁阀、第四辅助路增压电磁阀和第二备保路增压电磁阀全部关闭。

30、第二方面，本发明实施例提供了一种运载火箭，包括上述的运载火箭增压系统。

31、上述技术方案具有如下有益效果：本发明提供的运载火箭增压系统包括液氧贮箱和液丙烷贮箱，由于液氧的沸点温度和丙烷的熔点温度非常接近，且丙烷的熔点温度低于液氧的沸点温度，因此可以将二者设置成相同的温度，同时，增压气瓶设置在液氧贮箱内，使其温度与液氧温度相近，保证了液氧贮箱内的液氧与液丙烷贮箱内的液丙烷温度相近，几乎不存在温差。因此，液氧贮箱和液丙烷贮箱之间的共底可以采用单层共底，即不需要对共底采取绝热措施。本发明的运载火箭增压系统的贮箱采用单层共底贮箱，减轻了贮箱的整体重量，使贮箱的制造过程更为简单，降低了共底贮箱的制造成本，同时也防止了多余物的引入，有利于提高运载火箭的性能。