一种蓄压器及运载火箭的推进剂输送系统的制作方法

本发明涉及运载火箭，具体涉及一种蓄压器及运载火箭的推进剂输送系统。

背景技术：

1、大型液体运载火箭在飞行过程中，在运载火箭结构系统与推进剂系统的耦合作用下会产生一种纵向的自激振动，这种振动方式与国外一种名叫“pogo”的玩具很像，所以这种自激振动通常被称之为pogo振动。这种纵向耦合振动通常在火箭一级飞行期间出现。20世纪60年代，大力神运载火箭首次发现了pogo振动现象，具体表现为液体火箭出现低频振动，这种振动自发出现、逐渐增大然后减小并消失。

2、通过调研发现，国内外许多大型液体火箭都曾遭遇过pogo振动，比如宇宙神洲际导弹、大力神火箭、钻石运载火箭以及土星ⅴ运载火箭等。pogo振动会导致输送管路内的推进剂振动，推进剂的振动进而引起发动机推力的振荡，推力的振荡作用在火箭上，形成闭合的回路。

3、pogo振动会带来很多损害，损坏火箭的有效载荷使得火箭性能降低，造成火箭上敏感元件或设备损坏，造成发动机燃烧室振荡，消耗推进剂从而影响推进系统功能。因此如何抑制pogo振动是当今大型液体运载火箭设计的重要内容之一。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种蓄压器及运载火箭的推进剂输送系统，能够解决当今大型液体运载火箭设计中，抑制pogo振动的技术问题。

2、为达上述目的，一方面，本发明实施例提供一种蓄压器，蓄压器与多通为一体化设计结构；多通设于运载火箭的第一低温推进剂的输送通道上；

3、蓄压器包括与多通的多通壳体为一体化设计结构的蓄压器壳体；

4、蓄压器还包括设于蓄压器壳体内的具有竖向弹性伸缩的环形膜片，以及封于环形膜片的上端的盖板；其中，环形膜片的下端连接于蓄压器壳体的沿水平方向设置的连接端；

5、蓄压器还包括设于环形膜片的下端的挡板，挡板连接于连接端；

6、蓄压器还包括竖向设于环形膜片内的弹簧，弹簧的第一端接触设于盖板的内壁，弹簧的第二端接触设于挡板的上表面。

7、另一方面，本发明实施例提供一种运载火箭的推进剂输送系统，包括第一低温推进剂箱、第二低温推进剂箱、前述的蓄压器、与蓄压器为一体化设计结构的多通和至少两个发动机；

8、第一低温推进剂箱设于多通的竖直位置之上，第一低温推进剂箱通过主管路连接于多通，每个发动机分别通过各自对应的分管路连接于多通；

9、第二低温推进剂箱竖向设于第一低温推进剂箱和多通之间；第二低温推进剂箱管路连接于各发动机；

10、主管路贯穿设于第二低温推进剂箱上竖向设置的隧道管连接于多通。

11、上述技术方案具有如下有益效果：第一低温推进剂进入到多通后，通过多通进入到各个发动机的第一低温推进剂泵入口。本发明中，在第一低温推进剂进入到多通后，环形膜片自身具有竖向弹性伸缩，再增加弹簧使得环形膜片与弹簧的共同作用形成了处于一个在发动机泵入口处的较大柔性元件，使得多通内的第一低温推进剂与蓄压器这个整体的弹性增加，因此增加第一低温推进剂输送系统中第一低温推进剂的可压缩性，降低了第一低温推进剂的分布弹性，即增加了第一低温推进剂输送系统的柔性；从而降低了第一低温推进剂输送系统的固有频率，保证第一低温推进剂输送系统的固有频率(一阶频率)与运载火箭的一级结构的固有频率(纵向一阶频率)相互错开，从而实现pogo抑制的目的。

技术特征：

1.一种蓄压器，其特征在于，所述蓄压器与多通(71)为一体化设计结构；所述多通(71)设于运载火箭的第一低温推进剂的输送通道上；

2.根据权利要求1所述的蓄压器，其特征在于，所述挡板(722)上设有导向孔(75)，

3.根据权利要求2所述的蓄压器，其特征在于，还包括限制所述导向杆(76)的第二端进自所述导向孔(75)进入到所述环形膜片(73)内的限位装置(724)，所述限位装置(724)连接于所述导向杆(76)的第二端。

4.根据权利要求2所述的蓄压器，其特征在于，所述弹簧(723)为多个且均布设置，每个所述弹簧(723)之内均对应套设一个所述导向杆(76)。

5.根据权利要求2所述的蓄压器，其特征在于，所述连接端(77)具有竖向中空部，所述连接端(77)的中空部处于所述环形膜片(73)的内部空间的下方；

6.根据权利要求5所述的蓄压器，其特征在于，所述榫卯连接结构包括设置于所述挡板(722)的上表面的第一榫头(81)和第二榫头(82)，所述第一榫头(81)和所述第二榫头(82)均向上凸起，所述第一榫头(81)在所述挡板(722)的上表面的投影为围绕所述中空部的环形，所述第二榫头(82)在所述挡板(722)的上表面的投影为围绕所述中空部的环形，所述第一榫头(81)与所述中空部的边缘的垂直距离大于所述第二榫头(82)与所述中空部的边缘的垂直距离；

7.根据权利要求1所述的蓄压器，其特征在于，所述蓄压器壳体(721)、所述环形膜片(73)、所述盖板(74)、所述挡板(722)和所述弹簧(723)均为耐低温的金属材质。

8.根据权利要求1所述的蓄压器，其特征在于，所述环形膜片(73)为竖向波浪形的圆环；

9.一种运载火箭的推进剂输送系统，其特征在于，包括第一低温推进剂箱(1)、第二低温推进剂箱(2)、权利要求1-8任一所述的蓄压器(72)、与所述蓄压器(72)为一体化设计结构的所述多通(71)和至少两个发动机(3)；

10.根据权利要求9所述的运载火箭的推进剂输送系统，其特征在于，所述多通(71)包括连接于所述多通壳体(711)的十字分流板(712)，且所述十字分流板(712)设于所述盖板(74)之上的所述多通壳体(711)内，所述十字分流板(712)水平截面为十字形。

技术总结
本发明实施例提供一种蓄压器及运载火箭的推进剂输送系统，涉及运载火箭技术领域，多通设于运载火箭的第一低温推进剂的输送通道上；蓄压器包括与多通的多通壳体为一体化设计结构的蓄压器壳体；设于蓄压器壳体内的具有竖向弹性伸缩的环形膜片，以及封于环形膜片的上端的盖板；环形膜片的下端连接于蓄压器壳体的沿水平方向设置的连接端；设于环形膜片的下端的挡板，挡板连接于连接端；竖向设于环形膜片内的弹簧，弹簧的第一端接触设于盖板的内壁，弹簧的第二端接触设于挡板的上表面。多通内的第一低温推进剂与蓄压器这个整体的弹性增加，降低了第一低温推进剂输送系统的固有频率，与运载火箭的一级结构的固有频率相互错开，实现POGO抑制的目的。

技术研发人员：戴华平,沈涌滨,李志明
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：2024/4/17