[發(fā)明專利]一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112483278B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石佳;賀啟林;周冠宇;曹文利;楊燕;稅曉菊;王儒文;吳云峰;馬方超;程大林;王細(xì)波;耿屹;霍毅;李林;劉艷;張萌;衛(wèi)強(qiáng);穆俊宇;吳姮;李丁丁
• 申請（專利權(quán)）人: 北京宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: F02K9/44
• 分類號: F02K9/44;F02K9/60;F02K9/96
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發(fā)明涉及一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，屬于運(yùn)載火箭推進(jìn)劑設(shè)計(jì)領(lǐng)域；包括活套法蘭、Y形環(huán)、上球體、轉(zhuǎn)接環(huán)、內(nèi)圓環(huán)、擴(kuò)形環(huán)、下球體和7個出口法蘭；轉(zhuǎn)接環(huán)同軸固定安裝在上球體的底端；下球體同軸固定安裝在轉(zhuǎn)接環(huán)的底端；內(nèi)圓環(huán)同軸設(shè)置在上球體內(nèi)腔中；Y形環(huán)的第1個支出側(cè)邊與內(nèi)圓環(huán)外壁固連；Y形環(huán)的第2個支出側(cè)邊與上球體內(nèi)壁固連；活套法蘭固定安裝在Y形環(huán)的第3個支出側(cè)邊外壁；活套法蘭通過Y形環(huán)同軸限位在上球體的頂部開口處；擴(kuò)形環(huán)同軸固定安裝在內(nèi)圓環(huán)的軸向底端；7個出口法蘭設(shè)置在下球體外壁；本發(fā)明滿足對蓄壓器更大的容積和能量值需求，并且實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑均勻輸送到多臺發(fā)動機(jī)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于運(yùn)載火箭推進(jìn)劑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

POGO振動是指液體火箭結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與推進(jìn)系統(tǒng)動特性相互耦合而產(chǎn)生的縱向不穩(wěn)定低頻振動，嚴(yán)重時將導(dǎo)致火箭發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)、有效載荷故障、航天員身體不適甚至箭體結(jié)構(gòu)破壞等后果。國內(nèi)外火箭的POGO抑制方式主要是通過在發(fā)動機(jī)泵入口的推進(jìn)劑輸送管路上安裝蓄壓器，通過改變輸送系統(tǒng)的固有頻率，使其與箭體結(jié)構(gòu)的固有頻率分離，從而達(dá)到POGO抑制的目的，一般采用貯氣式蓄壓器。當(dāng)火箭規(guī)模變大，對蓄壓器的容積和能量值需求更大，金屬膜盒貯氣式蓄壓器由于膜片數(shù)量增加，焊縫數(shù)量、長度顯著增多，焊縫缺陷控制難度顯著增大，同時由于膜盒長細(xì)比增大，充壓后容易失穩(wěn)，在振動工況下可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，代替現(xiàn)有容積小、工藝性及可靠性差的金屬膜盒蓄壓器，滿足對蓄壓器更大的容積和能量值需求，并且實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑均勻輸送到多臺發(fā)動機(jī)。

本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，包括活套法蘭、Y形環(huán)、上球體、轉(zhuǎn)接環(huán)、內(nèi)圓環(huán)、擴(kuò)形環(huán)、下球體和7個出口法蘭；其中，上球體為半球形中空殼體結(jié)構(gòu)；上球體軸向豎直放置，且大徑開口端豎直向下；轉(zhuǎn)接環(huán)同軸固定安裝在上球體的底端；下球體為半球形中空殼體結(jié)構(gòu)；下球體軸向豎直放置，且大徑開口端豎直向上；下球體同軸固定安裝在轉(zhuǎn)接環(huán)的底端；內(nèi)圓環(huán)為軸向豎直放置的中空筒狀結(jié)構(gòu)；內(nèi)圓環(huán)同軸設(shè)置在上球體內(nèi)腔中；Y形環(huán)設(shè)置有3個支出的側(cè)邊；Y形環(huán)的第1個支出側(cè)邊與內(nèi)圓環(huán)外壁固連；Y形環(huán)的第2個支出側(cè)邊與上球體內(nèi)壁固連；活套法蘭固定安裝在Y形環(huán)的第3個支出側(cè)邊外壁；上球體的頂部設(shè)置有開口；活套法蘭通過Y形環(huán)同軸限位在上球體的頂部開口處；擴(kuò)形環(huán)同軸固定安裝在內(nèi)圓環(huán)的軸向底端；7個出口法蘭設(shè)置在下球體外壁。

在上述的一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，所述擴(kuò)形環(huán)的截面為L形結(jié)構(gòu)；L形的擴(kuò)形環(huán)的豎直邊與內(nèi)圓環(huán)底端對接；L形的擴(kuò)形環(huán)的水平邊指向內(nèi)圓環(huán)的內(nèi)壁；且擴(kuò)形環(huán)的水平邊與內(nèi)圓環(huán)內(nèi)壁留有間隙。

在上述的一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，所述7個出口法蘭中的1個出口法蘭設(shè)置在下球體的底部，連接該出口法蘭的中心點(diǎn)和轉(zhuǎn)接環(huán)的軸線中心點(diǎn)L1，則L1與下球體的軸線夾角a為15°；其余6個出口法蘭位于統(tǒng)一水平面，且6個出口法蘭沿周向均勻設(shè)置在下球體的側(cè)壁處；連接6個出口法蘭中任意1個出口法蘭的中心點(diǎn)和轉(zhuǎn)接環(huán)的軸線中心點(diǎn)L2，則L2與下球體的軸線夾角b為60°。

在上述的一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，所述八通分流結(jié)構(gòu)的工作過程為：

外部推進(jìn)劑從活套法蘭進(jìn)入，依次經(jīng)過內(nèi)圓環(huán)、擴(kuò)形環(huán)、下球體后，從7個出口法蘭輸出至外部發(fā)動機(jī)；在內(nèi)圓環(huán)、擴(kuò)形環(huán)外壁與上球體內(nèi)壁之間形成的腔體內(nèi)填充氣體，實(shí)現(xiàn)對八通分流結(jié)構(gòu)POGO振動抑制。

在上述的一種具備POGO振動抑制功能的八通分流結(jié)構(gòu)，所述上球體上設(shè)置有第一壓差傳感器接口、排氣孔、測壓孔、充氣孔和氣體測溫孔；第一壓差傳感器接口、排氣孔、測壓孔、充氣孔和氣體測溫孔位于同一水平面；該平面距轉(zhuǎn)接環(huán)軸向中點(diǎn)所在平面的距離L3為880-890mm；