[發(fā)明專利]一種航天器推進劑貯箱熱防護及地面加熱方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201618008371.4 | 申請日： | 2016-11-23 |
| 公開（公告）號： | CN112166664B | 公開（公告）日： | 2020-04-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 葉勝;丁衛(wèi)華;湯建華;王愛華;劉鋒;劉海娃;陳陽春;俞世杰;寧靜 | 申請（專利權(quán)）人： | 上?？臻g推進研究所 |
| 主分類號： | B64G1/58 | 分類號： | B64G1/58;B64G1/40 |
| 代理公司： | 上海航天局專利中心 31107 | 代理人： | 張緒成 |
| 地址： | 201112 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 航天器 推進 劑貯箱熱 防護 地面 加熱 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種航天器推進劑貯箱熱防護及地面加熱方法，航天器推進劑貯箱組合式熱防護層包括高硅氧玻璃纖維氈、防燃細平布罩和鍍鋁聚酰亞胺薄膜；包括如下步驟：首先將聚酰亞胺薄膜式加熱器粘貼于貯箱殼體外表面，將溫度傳感器安裝于燃料液口法蘭處；其次將高硅氧玻璃纖維氈通過粘接劑粘接在貯箱殼體外表面；然后用防燃細平布罩包覆在高硅氧玻璃纖維氈外表面上；再次用鍍鋁聚酰亞胺薄膜粘接于防燃細平布罩外側(cè)；最后鍍鋁聚酰亞胺薄膜外用不銹鋼絲網(wǎng)實現(xiàn)高溫環(huán)境下組合防護層的有效固定；貯箱地面加熱分兩個時間段對貯箱進行加熱，即液氧加注前和液氫加注后，分別采用自動控溫的策略對貯箱加熱。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及航天器熱控設(shè)計和熱防護設(shè)計，尤其是對在高熱流密度環(huán)境下工作的各零、部、組件，為確保其工作可靠，必須采取有效、可靠的熱防護措施。
背景技術(shù)
隨著航天器技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器工作的熱環(huán)境復(fù)雜程度越來越高，開展有效、可靠的熱防護設(shè)計，確保實現(xiàn)各零、部、組件的工作可靠性是必不可缺的設(shè)計核心。同時為保證推進劑處于正常溫度范圍內(nèi)，需對貯箱進行熱控設(shè)計。
熱環(huán)境是航天器設(shè)計必須考慮的重要環(huán)境之一。航天器穿越大氣層飛行時，由于高速氣流與航天器的摩擦和壓縮引起氣動加熱，使航天器推進劑貯箱受越來越高壁溫的輻射影響。在大氣層外飛行時受到來自火箭大發(fā)動機和姿控發(fā)動機的固壁輻射及噴流輻射、回流加熱，貯箱熱環(huán)境惡劣。防熱措施是航天器動力系統(tǒng)特別是貯箱可靠工作的重要保證，防熱措施不到位，會引起部件過熱失效，導(dǎo)致動力系統(tǒng)無法正常工作。
現(xiàn)有航天器中，運載類貯箱防熱設(shè)計主要采用硅酸鋁纖維氈粘貼在貯箱表面，再在其外粘貼鍍鋁聚酰亞胺薄膜，特點是防熱層非組合優(yōu)化形成，有可能造成纖維氈粘接有縫隙造成防熱單點失效；而有些航天器貯箱防熱采用有機泡沫材料作防熱層，適用于低溫和不超過100℃的溫度范圍，并且在大氣環(huán)境中高溫下容易燃燒。
常規(guī)運載類姿控動力系統(tǒng)采用的貯箱僅涉及防熱設(shè)計，不采取主動熱控方案。而某型號姿控動力系統(tǒng)采用的貯箱，在火箭推進劑加注過程中，將面臨極低溫環(huán)境，如不采取熱控措施，推進劑將產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象，嚴重影響發(fā)動機性能，甚至導(dǎo)致航天器喪失姿控性能。因此為保證推進劑溫度，需對姿控貯箱進行地面加熱。
發(fā)明內(nèi)容
為了確保工作過程中貯箱內(nèi)推進劑的溫度在合理范圍內(nèi)，解決貯箱的熱防護設(shè)計問題和地面加熱需求，本發(fā)明的目的在于提供航天器推進劑貯箱組合式的熱防護層、熱防護及地面加熱方法。
為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種航天器推進劑貯箱熱防護及地面加熱方法，航天器推進劑貯箱組合式熱防護層包括高硅氧玻璃纖維氈、防燃細平布罩和鍍鋁聚酰亞胺薄膜；其特征在于：包括如下步驟：
a)首先將聚酰亞胺薄膜式加熱器粘貼于貯箱殼體外表面，將溫度傳感器安裝于燃料液口法蘭處；
b)其次將高硅氧玻璃纖維氈通過粘接劑粘接在貯箱殼體外表面；
c)然后用防燃細平布罩包覆在高硅氧玻璃纖維氈外表面上；
d)再次用鍍鋁聚酰亞胺薄膜粘接于防燃細平布罩外側(cè)；
e)最后鍍鋁聚酰亞胺薄膜外用不銹鋼絲網(wǎng)實現(xiàn)高溫環(huán)境下組合防護層的有效固定；
f)貯箱地面加熱分兩個時間段對貯箱進行加熱，即液氧加注前和液氫加注后，分別采用自動控溫的策略對貯箱加熱。
進一步，所述的步驟f)中，液氧加注前即火箭發(fā)射前-11h～-8h、液氫加注后即火箭發(fā)射前-3h～-0.5h，分別采用自動控溫的策略對貯箱加熱。
進一步，所述的步驟c)中防燃細平布罩由防燃細平布用阻燃線縫制而成。
進一步，所述的步驟d)中鍍鋁聚酰亞胺薄膜為亞胺面帶膠。
進一步，所述的步驟e)中不銹鋼絲網(wǎng)由不銹鋼絲編織而成。
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