[發明專利]一種表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道

有效

• 申請號: 201410286035.6
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104089177A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 魏延明;李永;莊保堂;潘海林;白建軍;姚燦
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00;F02K9/44
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

技術領域

本發明涉及一種表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道，能夠在推進劑加注時確保氣泡陷阱內的氣體能夠順利排出氣泡陷阱，屬于推進劑貯箱技術領域。

背景技術

推進劑貯箱是航天器上最重要的部件之一，它的作用是存儲和管理推進劑，在規定的流量和加速度條件下，為發動機或推力器提供不夾氣的推進劑，其核心部件是推進劑管理裝置(PMD)。

表面張力貯箱是目前世界上使用最為廣泛的推進劑貯箱，它分為網式和板式兩種。我國現有的表面張力貯箱都是網式的，它利用液體的表面張力通過篩網來收集推進劑，同時阻止氣體進入管路通道，屬于第一代表面張力貯箱產品。DFH-4衛星平臺用表面張力貯箱是世界上最大的表面張力貯箱之一，為滿足15年的衛星壽命，需要攜帶3100kg的推進劑，單個貯箱的容積要求達到1400L以上，而之前我國已有的推進劑貯箱最大容量為606L。為解決大容量貯箱的推進劑貯存與管理問題，開展了大型貯箱PMD技術攻關工作，設計了一種表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道，能夠在推進劑加注時確保氣泡陷阱內的推進劑能夠順利排出氣泡陷阱，以滿足大容量貯箱推進劑管理和存儲的需求。

DFH-3衛星平臺用表面張力貯箱PMD通道采用角收集器、中收集器和底收集器構成，無氣泡陷阱，加注過程中不存在氣泡無法排出問題。由于DFH-4衛星貯箱容積大，采用氣泡陷阱結構形式，即使氣泡陷阱中存在氣泡，也能保證貯箱安全使用，但加注推進劑時應保證氣泡陷阱內的氣體能夠完全排出。為此，設計了適合于大型表面張力貯箱的氣泡陷阱排氣通道。國外表面張力貯箱的研制開始于70年代，到80年代末在軌道航天器上已占據絕對的主導地位，目前除了俄羅斯沒有使用外，其它靜止軌道通信衛星都采用表面張力貯箱。歐美國家均生產了大量表面張力貯箱，代表性的文章如下：W.H.Tam,W.D.Lay,M.S.Hersh,at?all.Design,Development,Qualification,and?Manufacture?of?the?HS601Propellant?Tank.AIAA96-2748；W.H.Tam,D.E.Jaekle,Jr.Design?and?Manufacture?of?the?HS601BlockⅡPropellant?Tank?Assembly.AIAA98-3199；Walter?H.Tam,D.E.Jaekle?Jr.Design?and?Manufacture?of?a?Propellant?Tank?Assembly.AIAA2000-3444；Gaston?Netter,Ulrich?Renner,Michael?Dreyer.Design?and?Verification?of?a?Standard?Surface?Tension?Propellant?Tank?AIAA99-2178。其中，比較典型的《HS601平臺》衛星表面張力貯箱，其PMD包括導流板、蓄液器、陷阱、管狀收集器和毛細網窗口，但其未采用排氣通道；ETS-VIII貯箱是PSI公司2001年為勞拉公司研制的，其PMD由四條導流板和一個蓄液器/氣泡陷阱組建構成，導流板從底部延伸到柱段的頂部。PMD采用了陷阱-導流板-蓄液器式的結構是目前最流行的形式，但板式收集器繼承性差，焊接和裝配工藝存在難點，這些與DFH-4衛星緊迫的進度不適應，無法滿足當時我國大型貯箱的推進劑管理需求。盡管國外在公開貢獻上發表了一些文章，這些文獻都是關于貯箱的一些整體結構和裝置的原理及功能介紹，沒有關于針對實際貯箱詳細結構設計的描述，不能作為我國貯箱設計的依據，因此必須根據我國衛星實際需求，開展適合于大型貯箱PMD氣泡陷阱排氣通道的詳細結構設計工作。

一種表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道是國內第一個大型表面張力貯箱推進劑管理裝置的排氣通道，其工作方式和結構均是全新的，國內沒有相關的文獻和資料可以借鑒，整個部件的研制是在DFH-3貯箱和國外極少公開文獻資料的基礎上做了大量的創新工作而完成的。為了實現貯箱推進劑加注過程中的氣體能夠完全排處，在排氣通道形狀、排氣通道連接方式等方面進行了開創性的工作，最終完成了適用于大型表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道的結構設計。

發明內容

本發明的目的是為了提出一種表面張力貯箱氣泡陷阱排氣通道，該通道能夠在推進劑加注時確保氣泡陷阱內的氣體能夠順利排出氣泡陷阱。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。