氧化剂箱的液面稳定装置及氢氧火箭

1.本技术涉及火箭技术领域，特别涉及一种氧化剂箱的液面稳定装置及氢氧火箭。


背景技术：

2.氢氧火箭是指一种采用液氢、液氧作为燃料的航天火箭，使用氢氧发动机为航天火箭提供发射的动力，氢氧发动机是世界火箭发动机技术发展的趋势之一，掌握氢氧发动机技术是一个国家成为航天强国的标志之一。研制大推力氢氧发动机是国内外液体火箭发动机技术的发展趋势。然而，随着火箭上升不停地燃烧燃料，在氢氧火箭的氧化剂箱中液氧则会逐渐减少，使得液氧在氧化剂箱体内液面下降，使得液氧在箱体内晃动随着燃料燃烧变得越来越大，会在一定程度上影响氢氧火箭整体的飞行。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种氧化剂箱的液面稳定装置及氢氧火箭，能够减少液氧在箱体内的晃动，提高了氢氧火箭飞行的稳定性。
4.第一方面，本技术提供了一种氧化剂箱的液面稳定装置，包括：
5.箱体，所述箱体的内部装有液氧，箱体的内部顶端设有填充室和气囊，所述气囊裹套所述填充室，用于将所述填充室密封于所述气囊内，所述填充室内放置固态惰性气体，所述填充室的外壁设有若干个通孔。
6.根据本技术第一方面实施例的氧化剂箱的液面稳定装置，至少具有如下有益效果：通过在箱体的顶部固定设有填充室，填充室内设有固态惰性气体，气囊裹套填充室，从而实现密封气囊的作用，箱体内部装有作为助燃剂的液氧，在燃烧的过程中，液氧的液面逐渐下降，而箱体内的温度也随之提高，从而使得位于填充室内的固态惰性气体熔化，随之汽化，液体或气体通过在通孔处流出，实现对气囊充气的作用，从而使得气囊胀大，使得气囊的底部压住液面，从而减少液氧在箱体内的晃动，从而提高了氢氧火箭飞行的稳定性。
7.根据本技术第一方面的一些实施例，所述固态惰性气体为固体氩。
8.根据本技术第一方面的一些实施例，所述填充室通过焊接的方式固定于所述箱体的内部顶端。
9.根据本技术第一方面的一些实施例，所述气囊在充气状态下的横截面与所述箱体的横截面相匹配。
10.根据本技术第一方面的一些实施例，所述气囊的底端为平面。
11.根据本技术第一方面的一些实施例，所述箱体采用铝合金制成。
12.第二方面，本技术还提供了一种氢氧火箭，包括如第一方面任意一项实施例所述的氧化剂箱的液面稳定装置。
13.根据本技术第二方面实施例的氢氧火箭，至少具有如下有益效果：通过在箱体的顶部固定设有填充室，填充室内设有固态惰性气体，气囊裹套填充室，从而实现密封气囊的
作用，箱体内部装有作为助燃剂的液氧，在燃烧的过程中，液氧的液面逐渐下降，而箱体内的温度也随之提高，从而使得位于填充室内的固态惰性气体熔化，随之汽化，液体或气体通过在通孔处流出，实现对气囊充气的作用，从而使得气囊胀大，使得气囊的底部压住液面，从而减少液氧在箱体内的晃动，从而提高了氢氧火箭飞行的稳定性。
14.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
15.本技术的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1为本技术的一些实施例的氧化剂箱的液面稳定装置的剖面示意图。
17.附图标号如下：
18.箱体110；气囊120；填充室130；通孔131。
具体实施方式
19.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
20.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
21.在本技术的描述中，如果有描述到第一、只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
23.第一方面，参照图1，本技术提供了一种氧化剂箱的液面稳定装置，包括：箱体110，箱体110的内部装有液氧，箱体110的内部顶端设有填充室130和气囊120，气囊120裹套填充室130，用于将填充室130密封于气囊120内，填充室130内放置固态惰性气体，填充室130的外壁设有若干个通孔131。通过在箱体110的顶部固定设有填充室130，填充室130内设有固态惰性气体，气囊120裹套填充室130，从而实现密封气囊120的作用，箱体110内部装有作为助燃剂的液氧，在燃烧的过程中，液氧的液面逐渐下降，而箱体110内的温度也随之提高，从而使得位于填充室130内的固态惰性气体熔化，随之汽化，液体或气体通过在通孔131处流出，实现对气囊120充气的作用，从而使得气囊120胀大，使得气囊120的底部压住液面，从而减少液氧在箱体110内的晃动，从而提高了氢氧火箭飞行的稳定性。
24.可以理解的是，固态惰性气体为固体氩，其中氩气的熔点为-189.2℃，沸点为-185.7℃，而氧气的熔点为-218.4℃，沸点为-183℃，氧气在装入箱体110时温度远低于氩
气，这样可以保证氩气不会很快变为液态和气态；当氢氧火箭在发射时温度会升高，液氧的液面和箱体110的顶部产生间隙，氩气也会汽化使氩气充满气囊120。从实际上出发，液氧一般是在氢氧火箭发射前的最后时刻填充的，可以保证液氧温度足够低为了追求密度上的稍微提高，相同容积下加注更多氧化剂以提高运载能力和保证火箭发生的成功率。
25.可以理解的是，填充室130通过焊接的方式固定于箱体110的内部顶端。通过焊接的方式，使得填充室130固定得更加牢固，防止填充室130脱落至气囊120内，对气囊120造成破坏，其中，箱体110的顶部可以设有活动门，通过打开活动门可以向填充室130内放置固态氩，同时，因为氢氧火箭中的燃料箱是一次性的，可以在按照填充室130前就放置好固态氩，在本技术对此不作限定，所属技术领域的技术人员根据实际应用进行设计。
26.继续参照图1，可以理解的是，气囊120在充气状态下的横截面与箱体110的横截面相匹配，以更好保证气囊120在充气时，气囊120的底部往下运动，也避免了液氧能够在气囊120和箱体110内壁之间的缝隙进行晃动，进一步保证了液氧的液面稳定性。
27.继续参照图1，可以理解的是，气囊120的底端为平面，从而更好将液面固定在同一水平位置上，减少了液氧的晃动，进一步保证了液氧的液面稳定性。
28.可以理解的是，箱体110采用铝合金制成，具有一定的刚性的同时还减少了其自身的质量，更加有利于氢氧火箭的发射。
29.第二方面，本技术还提供了一种氢氧火箭，包括第一方面任意一项实施例的氧化剂箱的液面稳定装置。通过在箱体110的顶部固定设有填充室130，填充室130内设有固态惰性气体，气囊120裹套填充室130，从而实现密封气囊120的作用，箱体110内部装有作为助燃剂的液氧，在燃烧的过程中，液氧的液面逐渐下降，而箱体110内的温度也随之提高，从而使得位于填充室130内的固态惰性气体熔化，随之汽化，液体或气体通过在通孔131处流出，实现对气囊120充气的作用，从而使得气囊120胀大，使得气囊120的底部压住液面，从而减少液氧在箱体110内的晃动，从而提高了氢氧火箭飞行的稳定性。
30.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下，作出各种变化。