一种氢氧火箭试验用多液氢贮罐并联加注方法与流程

文档序号:12745538阅读:664来源:国知局

本发明涉及一种液氢加注方法,用于氢氧运载火箭的箭体动力试验或者靶场发射使用,属于运载火箭地面工程应用领域。



背景技术:

氢氧运载火箭在进行大型地面试验时,需要对火箭的箭体氢箱进行液氢推进剂加注,加注量近千方。由于箭体氢箱加注量和消耗量很大,而地面液氢贮罐体积有限,因此需要多个液氢贮罐同时来提供。另外,液氢加注流程复杂,分为预冷加注、小流量加注以及大流量加注;液氢贮罐支管路与主管路连接的通径、长度以及流通组件不同,流通特性不一致;加注后期贮罐底部液氢温度过高,不利于加注;液氢贮罐存储量不同,液位下降量一致,造成加注流量波动和温度品质下降;以上各种因素综合制约着液氢加注过程流量、温度品质,因此需要设计一套多贮罐并联加注的方法。



技术实现要素:

本发明提供了一种在进行氢氧火箭动力试验或者发射时,使用多贮罐并联加注实现液氢推进剂加注的方法。

本发明是这样实现的:多液氢贮罐并联加注系统由液氢贮罐、贮罐加排阀、贮罐自增压系统、支管路、主管路、预冷隔断阀、小流量隔断阀、总出液阀、氢氧火箭等几部分组成。液氢贮罐分成不同的功能组,分别实现预冷加注、小流量加注以及大流量加注;各加注流程的切换是通过加排阀和隔断阀之间的通断变化实现的。预冷、小流量、大流量加注贮罐依次根据距离氢氧火箭由远到近设置,确保了支管路和主管路的充分预冷,减少了盲腔预冷冲击,保证了液氢流量切换过程的温度和流量的稳定。液氢的挤压加注是通过各自贮罐的自增压系统实现的,贮罐挤压压力相互之间的匹配,一方面确保了总加注流量的要求;另一方面有利于贮罐的液位下降量的同步平衡,充分利用液氢的同时保证了加注过程的平稳。同时,支管路和主管路之间的连接采用一定角度的对接,避免了液氢汇流的冲击,有利于流量和挤压压力之间的控制。

本发明的突出优点:巧妙的贮罐分配实现了不同加注流程的要求,独立自增压系统的运用确保了加注量、温度、液位的有效控制;管路组件的设置和切换,以及支/主管路之间的对接结构消除了加注过程的波动冲击。

本发明的效果:该多液氢贮罐并联加注方法成功的实现了近千方液氢的加注,达到了试验要求指标;创造了我国单次液氢加注量和流量的最大值。该加注方法将继续应用于该动力系统试验以及后续新氢氧火箭试验新区建设当中。

附图说明

附图1为本发明的原理图。1为预冷加注贮罐组,2为小流量加注贮罐组,3为大流量加注贮罐组,4为液氢贮罐,5为支管路,6为主管路,7为预冷隔断阀,8为小流量隔断阀,9为总出液阀,10为液氢贮罐加排阀,11为液氢贮罐自增压系统,12为氢氧火箭。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作详细说明。

由附图所示,本发明由预冷加注贮罐组1、小流量加注贮罐组2、大流量加注贮罐组3、液氢贮罐4、支管路5、主管路6、预冷隔断阀7、小流量隔断阀8、总出液阀9、液氢贮罐加排阀10、液氢贮罐自增压系统11等几部分组成。首先支管路与主管路在设计时,就考虑支管路与主管路对接的角度β,一般采用30°~45°,这样减小支管路汇流过程中的冲击,有利于加注的稳定。再者把多个液氢贮罐根据距离氢氧火箭的远近,从远到近依次分成预冷加注贮罐组1、小流量加注贮罐组2、大流量贮罐加注组3等三个功能组,各功能组通过预冷隔断阀7、小流量隔断阀8分隔开;分组时要考虑各加注流程所需液氢量。在液氢加注之前,根据贮罐功能组内各自液氢存储量、液氢总流量、支管路特性通过伯努利方程对各自增压压力进行匹配计算,确保贮罐液氢下降量和流量之间的匹配。本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

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