本技術(shù)涉及火箭加注領(lǐng)域，具體涉及一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道和加注系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、火箭推進(jìn)劑主要包括固體推進(jìn)劑、液體推進(jìn)劑和固液混合型推進(jìn)劑。固體火箭無法進(jìn)行二次點(diǎn)火，回收技術(shù)相對復(fù)雜，因此，目前國內(nèi)外火箭回收技術(shù)主要圍繞液體火箭。

2、低溫推進(jìn)劑具有以下優(yōu)勢：第一、高比沖，低溫推進(jìn)劑的燃燒溫度低，比熱容小，燃燒產(chǎn)物分子的移動(dòng)速度快，使得單位質(zhì)量推進(jìn)劑能夠產(chǎn)生更大的推力；第二、高密度，使得相同容積的貯箱能夠貯存更多的推進(jìn)劑，從而提高了火箭的有效載荷；第三、高安全性，低溫推進(jìn)劑的燃燒溫度低，燃燒產(chǎn)物相對穩(wěn)定，不易發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)情況；第四、環(huán)保，低溫推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)物中一般不含有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境的干擾較??；第五、可以多次點(diǎn)火，通過控制進(jìn)入燃燒室的液體，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的多次點(diǎn)火。但是，低溫推進(jìn)劑需要在極低的環(huán)境溫度下才能長期保持液態(tài)。在貯存、輸送及加注等流程中，低溫推進(jìn)劑易蒸發(fā)，造成推進(jìn)劑損失。

3、為減少低溫推進(jìn)劑蒸發(fā)，設(shè)計(jì)一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道和加注系統(tǒng)。

2、本實(shí)用新型提供一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道，包括：主管道和第一換熱管道，所述第一換熱管道設(shè)置于所述主管道的內(nèi)部；所述第一換熱管道沿所述主管道的軸向方向螺旋設(shè)置，所述第一換熱管道與所述主管道的內(nèi)側(cè)面間隔設(shè)置；所述主管道用于輸送低溫推進(jìn)劑，所述第一換熱管道用于輸送冷卻劑，以冷卻所述主管道內(nèi)的低溫推進(jìn)劑。

3、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括第二換熱管道，所述第二換熱管道為直管；沿所述第一換熱管道的軸向方向，所述第二換熱管道貫穿所述第一換熱管道螺旋包繞的內(nèi)部空間；所述第二換熱管道用于輸送冷卻劑。

4、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，包括多個(gè)螺旋外徑不相同的所述第一換熱管道；外徑較小的所述第一換熱管道設(shè)置于外徑較大的所述第一換熱管道螺旋包繞的內(nèi)部空間，并相互間隔設(shè)置。

5、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一換熱管道的入口靠近所述主管道的出口設(shè)置，所述第一換熱管道的出口靠近所述主管道的入口設(shè)置，以使所述第一換熱管道中的冷卻劑與所述主管道中推進(jìn)劑逆向流動(dòng)。

6、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿所述主管道內(nèi)推進(jìn)劑的流動(dòng)方向，所述第一換熱管道的螺旋密度逐漸增大。

7、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述主管道兩端設(shè)置外凸式頂蓋；所述外凸式頂蓋設(shè)置開口，供低溫推進(jìn)劑流入或流出；靠近所述外凸式頂蓋的內(nèi)側(cè)面設(shè)置第三換熱管道，所述第三換熱管道與所述第一換熱管道連通，以輸送冷卻劑。

8、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第三換熱管道包括沿所述主管道軸向間隔設(shè)置的第一圓管和第二圓管，所述第一圓管和所述第二圓管平行設(shè)置；所述第一圓管和所述第二圓管沿其周向方向設(shè)置多個(gè)支管，所述支管的兩端分別與所述第一圓管和所述第二圓管連通；所述第三換熱管道整體與所述外凸式頂蓋的內(nèi)側(cè)面相適配。

9、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述主管道的外側(cè)面設(shè)置保溫層，所述保溫層采用聚氨酯泡沫材料，以對所述主管道進(jìn)行保溫。

10、根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述保溫層與所述主管道之間設(shè)置真空層，以對所述主管道進(jìn)行保溫。

11、另一方面，本實(shí)用新型提供一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷加注系統(tǒng)，包括上述過冷管道和低溫推進(jìn)劑貯存單元；所述主管道的入口與所述低溫推進(jìn)劑貯存單元連接，所述主管道的出口與火箭貯箱連接，以將所述低溫推進(jìn)劑貯存單元供應(yīng)的低溫推進(jìn)劑冷卻后加注至火箭貯箱。

12、根據(jù)本實(shí)用新型的運(yùn)載火箭貯箱箱底熱處理過冷管道，通過在主管道內(nèi)部設(shè)置第一換熱管道，能夠?qū)Φ蜏赝七M(jìn)劑進(jìn)行冷卻，減少低溫推進(jìn)劑的蒸發(fā)。

13、應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下具體實(shí)施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本實(shí)用新型所欲主張的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道，其特征在于，包括：主管道和第一換熱管道，所述第一換熱管道設(shè)置于所述主管道的內(nèi)部；所述第一換熱管道沿所述主管道的軸向方向螺旋設(shè)置，所述第一換熱管道與所述主管道的內(nèi)側(cè)面間隔設(shè)置；所述主管道用于輸送低溫推進(jìn)劑，所述第一換熱管道用于輸送冷卻劑，以冷卻所述主管道內(nèi)的低溫推進(jìn)劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，還包括第二換熱管道，所述第二換熱管道為直管；沿所述第一換熱管道的軸向方向，所述第二換熱管道貫穿所述第一換熱管道螺旋包繞的內(nèi)部空間；所述第二換熱管道用于輸送冷卻劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，包括多個(gè)螺旋外徑不相同的所述第一換熱管道；外徑較小的所述第一換熱管道設(shè)置于外徑較大的所述第一換熱管道螺旋包繞的內(nèi)部空間，并相互間隔設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，所述第一換熱管道的入口靠近所述主管道的出口設(shè)置，所述第一換熱管道的出口靠近所述主管道的入口設(shè)置，以使所述第一換熱管道中的冷卻劑與所述主管道中推進(jìn)劑逆向流動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，沿所述主管道內(nèi)推進(jìn)劑的流動(dòng)方向，所述第一換熱管道的螺旋密度逐漸增大。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，所述主管道兩端設(shè)置外凸式頂蓋；所述外凸式頂蓋設(shè)置開口，供低溫推進(jìn)劑流入或流出；靠近所述外凸式頂蓋的內(nèi)側(cè)面設(shè)置第三換熱管道，所述第三換熱管道與所述第一換熱管道連通，以輸送冷卻劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過冷管道，其特征在于，所述第三換熱管道包括沿所述主管道軸向間隔設(shè)置的第一圓管和第二圓管，所述第一圓管和所述第二圓管平行設(shè)置；所述第一圓管和所述第二圓管沿其周向方向設(shè)置多個(gè)支管，所述支管的兩端分別與所述第一圓管和所述第二圓管連通；所述第三換熱管道整體與所述外凸式頂蓋的內(nèi)側(cè)面相適配。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過冷管道，其特征在于，所述主管道的外側(cè)面設(shè)置保溫層，所述保溫層采用聚氨酯泡沫材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過冷管道，其特征在于，所述保溫層與所述主管道之間設(shè)置真空層。

10.一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷加注系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的過冷管道和低溫推進(jìn)劑貯存單元；所述主管道的入口與所述低溫推進(jìn)劑貯存單元連接，所述主管道的出口與火箭貯箱連接，以將所述低溫推進(jìn)劑貯存單元供應(yīng)的低溫推進(jìn)劑冷卻后加注至火箭貯箱。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種火箭低溫推進(jìn)劑過冷管道和加注系統(tǒng)，其中，過冷管道包括：主管道和第一換熱管道，所述第一換熱管道設(shè)置于所述主管道的內(nèi)部；所述第一換熱管道沿所述主管道的軸向方向螺旋設(shè)置，所述第一換熱管道與所述主管道的內(nèi)側(cè)面間隔設(shè)置；所述主管道用于輸送低溫推進(jìn)劑，所述第一換熱管道用于輸送冷卻劑，以冷卻所述主管道內(nèi)的低溫推進(jìn)劑。該過冷管道能夠減少低溫推進(jìn)劑蒸發(fā)損失。

技術(shù)研發(fā)人員：田偉,周遇仁,張春林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20241202
技術(shù)公布日：2025/1/2