一种九机并联模块化动力舱
本发明属于一种动力舱，为解决现有火箭并联技术存在缺少通用化设计、缺少模块化设计、机架整体结构体积和重量大、飞行系统分析工作繁琐且效率低的技术问题，提供一种九机并联模块化动力舱，通过合理布局，将九台发动机安装于一个壳体内，同时，省去了各台发动机单独的安装板，将八台外侧发动机均安装于环形安装板上，中心发动机和外侧发动机之间，使中心板和环形安装板通过多根连接杆相连，能够将中心发动机的动力有效传递至壳体，使动力舱形成模块化结构。另外，为了实现传力路径最优化和空间尺寸最小化，对发送机的燃料输送管路和氧化剂输送管路，以及电气接口的安装方法均进行了优化设计。
发明专利
CN202211737485.3
2022-12-30
CN116291967A
2023-06-23
F02K9/76(2006.01)
西安空天引擎科技有限公司%西安未来空天引擎科技有限公司
何尚龙;杨晨声;陈禛怡;曹培涛;孙为钢;林革;章成亮
710100 陕西省西安市国家民用航天产业基地神舟四路239号2栋5层501-A17;
西安智邦专利商标代理有限公司
徐秦中
1.一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：包括壳体(1)、九台并联的发动机和电气接口； 所述壳体(1)呈中空圆柱状；壳体(1)内壁安装有环形安装板(3)； 九台所述发动机中，一台作为中心发动机(2)位于壳体(1)轴线上，其余八台作为外侧发动机(11)在中心发动机(2)外围沿周向均布；外侧发动机(11)均安装在环形安装板(3)下表面，中心发动机(2)安装在中心板(4)下表面，中心板(4)和环形安装板(3)之间通过多根沿周向均布的连接杆(5)相连； 各所述发动机的燃料输送管路和氧化剂输送管路分别汇聚为一个总燃料输送管路(6)和一个总氧化剂输送管路(7)，总燃料输送管路(6)和总氧化剂输送管路(7)分别连通火箭本体内的燃料贮箱和氧化剂贮箱； 所述电气接口安装在壳体(1)内，且电气接口的操作端位于壳体(1)外部；电气接口包括控制接口和测量接口，各发动机的控制通路和测量通路分别在环形安装板(3)上方合并后，再分别通过控制接口和测量接口连接火箭本体的电缆网。 2.根据权利要求1所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于： 所述环形安装板(3)的外边沿沿周向均匀开设有多个凹槽(8)，在相邻凹槽(8)之间的环形安装板(3)形成间隔板(9)，所述间隔板(9)上设有径向加强肋板(10)，径向加强肋板(10)与间隔板(9)所在平面垂直； 所述连接杆(5)与环形安装板(3)的连接位置，位于径向加强肋板(10)的内侧。 3.根据权利要求1或2所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于： 所述总燃料输送管路(6)包括相连通燃料接头段(603)、燃料汇合管路(602)、多根燃料分支管路(601)；燃料接头段(603)一端设置有前端法兰，用于与火箭本体内的燃料贮箱相连，另一端与燃料汇合管路(602)上表面相连；燃料汇合管路(602)为位于环形安装板(3)上方的环形管路；多根所述燃料分支管路(601)一端连接于燃料汇合管路(602)的内侧壁，另一端分别连接发动机的涡轮泵； 所述总氧化剂输送管路(7)包括相连通氧化剂接头段(703)、氧化剂汇合管路(702)、多根氧化剂分支管路(701)；氧化剂接头段(703)一端设置有前端法兰，用于与火箭本体内的氧化剂贮箱相连，另一端与氧化剂汇合管路(702)上表面相连；氧化剂汇合管路(702)为位于环形安装板(3)上方的环形管路；多根所述氧化剂分支管路(701)一端连接于氧化剂汇合管路(702)的内侧壁，另一端分别连接发动机的涡轮泵。 4.根据权利要求3所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：所述燃料汇合管路(602)和氧化剂汇合管路(702)上下分布； 所述燃料分支管路(601)包括第一延伸段(6011)和第二延伸段(6012)；所述第一延伸段(6011)水平设置，一端与燃料汇合管路(602)的内侧壁相连，另一端延伸至壳体(1)内部，且另一端延伸方向的指向偏离壳体(1)的轴线，各第一延伸段(6011)的偏离方向相同；第二延伸段(6012)一端与第一延伸段(6011)相连，且连接处圆弧光滑过度，另一端延伸至壳体(1)下方与发动机涡轮泵相连；各第二延伸段(6012)分别位于两个相邻的连接杆(5)之间； 所述氧化剂分支管路(701)的结构与所述燃料分支管路(601)的结构相同。 5.根据权利要求4所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：所述燃料和氧化剂接头段(703)垂直于燃料和氧化剂的汇合管路水平中分面，且燃料和氧化剂接头段(703)一端的前端法兰高度低于动力舱前法兰。 6.根据权利要求5所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：所述发动机的伺服控制机构包括伺服控制器、伺服电池和至少一个作动器； 所述作动器集成于发动机上，所述伺服控制器和伺服电池均安装于环形安装板(3)上与相应发动机对应处，伺服控制器和伺服电池分别与作动器相连，伺服控制器用于控制作动器运动，伺服电池用于为作动器供电。 7.根据权利要求6所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：所述控制接口和测量接口为一体式集成结构。 8.根据权利要求7所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：九台所述发动机中，所述中心发动机(2)为双向摇摆发动机，其余八台为单向摇摆发动机。 9.根据权利要求8所述一种九机并联模块化动力舱，其特征在于：所述壳体(1)上端端面为法兰面，法兰面上沿周向均匀开设有多个安装螺钉孔和至少四个定位销钉孔，用于使壳体(1)与火箭本体的舱段通过螺钉穿过安装螺钉孔进行连接，并通过销钉穿过销钉孔进行轴向定位。