[发明专利]一种主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型

说明书

本发明公开了一种主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型，应用于空间探测飞行器的大型推进模块，属于航天领域。该飞行器推进模块构型包括推进贮箱、推进承力筒、贮箱安装法兰。其中，推进承力筒和贮箱安装法兰之间通过螺栓连接，装配形成推进模块的主结构；推进贮箱则与贮箱安装法兰之间通过机械连接，以内嵌的方式，安装在推进承力筒侧壁，与推进承力筒、贮箱安装法兰共同参与推进模块承载，形成高度集成化的飞行器推进模块构型。本发明满足了大型空间探测飞行器的推进布局、质量和力学特性的优化要求。

技术领域

本发明涉及航天领域，特别涉及适用于空间探测飞行器的大承载推进模块，具体涉及一种主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型。

背景技术

随着现代航天技术的发展，空间探测飞行器主结构、推进贮箱越来越趋向于大型化、重型化。需要使用一种简捷、高效的推进模块构型，旨在满足主结构承载和大型推进贮箱的安装需求，同时又能够降低飞行器重量和质心分布，改善整器力学特性。

目前，国内外空间探测飞行器推进模块仍多采用贮箱叠放、环向布局等构型，均需专门设计贮箱安装板、安装支架等结构件，用于贮箱与主承力结构之间的转载，导致飞行器的整体空间利用率不高，承载效率较低，结构重量偏重。国内外对于主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型研究较少。

据申请人了解，目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型，来满足大型空间探测飞行器推进布局、质量和力学特性的优化需求。

本发明的技术方案如下：一种主结构与推进贮箱集成化设计的飞行器推进模块构型，采用贮箱嵌入式安装形式，包括推进贮箱、推进承力筒、贮箱安装法兰；所述推进承力筒和贮箱安装法兰之间通过螺栓连接，装配形成推进模块的主结构；所述推进贮箱则与贮箱安装法兰之间通过机械连接，以内嵌的方式，安装在推进承力筒的侧壁，与推进承力筒、贮箱安装法兰共同参与推进模块承载，形成高度集成化的飞行器推进模块构型。

推进贮箱可采用球形或球柱形贮箱形式。靠近贮箱质心平面处，设计周向连接法兰，用于贮箱安装。周向连接法兰在满足贮箱安装和贮箱自身力学载荷条件设计要求的基础上，还需设计有承载外界载荷作用的能力。

推进承力筒采用圆柱筒体构型，包括上端框、筒体、下端框；其中，上端框为一体式环形结构件，采用金属锻环整体机加工成型或金属件分段机加工后拼焊成型；上端框的截面设计为“L”型外翻形式，缘板与腹板之间做“大倒圆”设计，并通过局部锪平打孔，提供舱段间的连接接口；下端框为一体式环形结构件，设计有器箭包带连接分离接口，采用金属锻环整体机加工成型；筒体采用金属网格加筋壁板拼焊成型，周向开设有贮箱安装开口，安装开口周边设计有贮箱安装法兰安装接口；上端框、筒体、下端框三者单独成型后，采用拼焊形式装配成型；

贮箱安装法兰为一体式结构件，采用金属锻环整体机加工成型或金属件分段机加工后拼焊成型；贮箱安装法兰主体采用圆柱筒型，其前端作外翻平面设计，翻边平面设计有推进贮箱安装接口；后端作外翻圆柱弧面设计，翻边弧面与筒体贴合，并设计有筒体机械连接接口。

贮箱安装法兰与推进承力筒之间通过机械连接，装配形成舱体主结构。推进贮箱与贮箱安装法兰之间通过机械连接，以嵌入安装的方式，安装在推进承力筒的侧壁。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明中，推进贮箱通过贮箱安装法兰直接内嵌安装于推进承力筒侧壁，取消了常规贮箱安装板、安装支架等结构件，推进布局更为简化、紧凑；推进贮箱直接参与推进模块承载，提升和改善了推进模块的承载效率和力学特性；可视推进贮箱的具体承载限度要求，对推进承力筒和贮箱安装法兰的结构形式和设计参数进行适应性设计，主承力结构具有较高的可设计性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。