[发明专利]一种精简结构的锥型共底火箭贮箱

说明书

本发明提供一种精简结构的锥型共底火箭贮箱，其属于火箭技术领域，所述锥型共底火箭贮箱包括有上端的贮箱前锥底、下端的贮箱后锥底，贮箱前锥底下方连接有前箱壳体，贮箱后锥底上方连接有后箱壳体；前箱壳体和后箱壳体之间通过共底r型环相连接；共底r型环内侧连接有锥型共底，锥型共底呈向上或向下突起的锥形，锥型共底的下表面贴合地设置有共底隔热层。本发明采用单层锥型共底贮箱设计，锥型共底下单面安装共底隔热层；采用r型环三合一结构，相比现有的贮箱结构省去了过渡段和端框结构件，结构设计精简优化，节省了产品配套成本，降低了火箭长径比，有助于总体和结构的优化设计。

技术领域

本发明属于火箭技术领域，具体地涉及一种精简结构的锥型共底火箭贮箱。

背景技术

目前，世界航天业已然进入到商业化时代，其核心特征就是低成本火箭发射和卫星运营服务，美国SpaceX公司作为全球商业航天的引领者，其研制的猎鹰火箭的发射费用几乎降了一个数量级。降本增效，是运载火箭研制的必然选择。

运载火箭主要含结构、动力、电气控制系统等，火箭结构是运载火箭重要组成。一般的液体火箭结构例如图4a至图4c所示，主要包括一级箭体结构、二级箭体结构和整流罩等。一级箭体结构主要包含一级动力舱、一级后箱、一级箱间段、一级前箱、级间段等。

为了降低火箭的长度，火箭可采用共底贮箱设计方案，国内的某型号火箭三级采用液氢液氧推进剂，由于液氢、液氧两种推进剂液态温度不同，贮箱共底需要隔热，采用了双层共底真空结构，相当于将前箱后底后凸底改为后凹底结构；前箱后凹底与后箱前凸底结构相对贴合、之间留有间隙空腔，前箱后凹底与后箱前凸底机械连接、抽真空形成真空腔，提升隔热效果。该方案仍存在工艺较为复杂的缺憾。

另一方面，在一级箭体贮箱具有多段用于连接的Y型环、过渡段及端框等结构，部件繁多、工艺复杂，限制了火箭成本的进一步降低。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提供一种精简结构的锥型共底火箭贮箱，通过简化贮箱的连接结构，尤其是后箱及发动机部分的连接结构，进而减少火箭贮箱部件数量及工艺难度，进一步降低火箭成本。

依据本发明的技术方案，本发明提供了一种精简结构的锥型共底火箭贮箱，所述锥型共底火箭贮箱包括有上端的贮箱前锥底、下端的贮箱后锥底，贮箱前锥底下方连接有前箱壳体，贮箱后锥底上方连接有后箱壳体；前箱壳体和后箱壳体之间通过共底r型环相连接；共底r型环内侧连接有锥型共底，锥型共底呈向上或向下突起的锥形，锥型共底的下表面贴合地设置有共底隔热层。

进一步地，锥型共底呈向上突起的锥形，锥型共底的下端与共底r型环内侧的上端相对接；共底隔热层贴合锥型共底的下表面设置，并贴合地延伸至共底r型环的下端。

进一步地，共底隔热层为耐低温性能的PMI泡沫材料、气凝胶、玄武岩或陶瓷纤维复合材料制成的板状结构。

进一步地，贮箱前锥底和贮箱后锥底分别呈向上和向下突起的锥形。

进一步地，贮箱前锥底和前箱壳体之间通过前r型环相连接，前r型环的上端连接级间段；贮箱后锥底和后箱壳体之间通过后r型环相连接，后r型环的下端连接动力舱。

进一步地，前r型环和后r型环均通过各自的第一对接端与相邻的级间段或动力舱相连接；第一对接端开设有第一连接孔，级间段和动力舱上均开设有第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔相对齐并穿入设置有螺栓或铆钉。

进一步地，前r型环和后r型环均由外侧向内侧或者由内侧向外侧开设有凹槽。

进一步地，前r型环和后r型环均通过各自的第二对接端与相邻的前箱壳体或后箱壳体相连接；前r型环和后r型环均通过各自的第三对接端与相邻的贮箱前锥底或贮箱后锥底相连接。

进一步地，第二对接端及第三对接端均开设有环槽从而与相连接的部件相卡合并通过锁底焊缝相连接。