一种空间低温贮箱多重复合绝热层制造技术

本申请涉及空间贮存技术领域，具体而言，涉及一种空间低温贮箱多重复合绝热层，包括箱体以及壳体，壳体与箱体之间依次设置有纤维缠绕复合层、泡沫绝热层、绝热渐变密度层、蒸汽冷却屏组件以及防辐射遮挡屏。本申请在满足重量和外形尺寸等技术指标的前提下，最大限度的减少了空间低温贮箱的漏热现象，实现了低蒸发损耗或零蒸发宇航长期在轨的服役要求，采用了薄壁壳体复合材料结构、优化的变密度多层绝热结构以及主动换热式蒸汽冷却屏技术，具有绝热效果好、轻质量、低功耗、高效率等优点，满足航天系统对于质量控制、性能指标以及可靠度的高要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种空间低温贮箱多重复合绝热层


[0001]本申请涉及空间贮存
，具体而言，涉及一种空间低温贮箱多重复合绝热层。

技术介绍

[0002]在卫星、飞船航天推进领域，相比常温推进剂，采用低温推进剂具有高比冲、体积小、占空比大、推进剂携带量大等优点，在化学推进方面，采用液氢、液氧等低温推进剂替代甲基肼、四氧化二氮等常温推进剂，在电推进方面，采用液氙、液氪等低温推进剂替代常温高压氙气、氪气等常温气体推进剂，以满足高性能、高可靠的航天器任务需求。
[0003]航天器在空间飞行时会受到太阳辐射、地球红外辐射、行星反照、黑背景等空间热环境的影响，通过辐射会使空间低温贮箱发生漏热，并且航天器在地面、发射、在轨、变轨等不同阶段的还会存在低温存储的问题，此外低温贮箱在航天器飞行过程中还存在对流换热、固体导热和辐射换热等不同漏热机理的低温存储问题。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种空间低温贮箱多重复合绝热层，最大限度的降低空间低温贮箱漏热的问题，满足在地面、发射阶段较低蒸发率指标的要求以及在轨、变轨阶段零蒸发指标的要求。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了一种空间低温贮箱多重复合绝热层，包括箱体以及壳体，壳体与箱体之间依次设置有纤维缠绕复合层、泡沫绝热层、绝热渐变密度层、蒸汽冷却屏组件以及防辐射遮挡屏。
[0006]进一步的，壳体为金属内衬壳体，包括上封头、筒体以及下封头。
[0007]进一步的，壳体的材料为钛合金或者铝合金。
[0008]进一步的，纤维缠绕复合层包括环向纤维缠绕复合层以及螺旋纤维缠绕复合层。
[0009]进一步的，纤维缠绕复合层由纤维和树脂组成，其中：纤维的拉伸强度≥ 4500MPa，模量≥200GPa，延伸率≥1.7％；树脂的拉伸强度≥70MPa，延伸率≥1.8％。
[0010]进一步的，泡沫绝热层包括缓冲粘结层、主体泡沫层、密封加固层以及防热反射屏。
[0011]进一步的，主体泡沫层的材料为聚氨酯泡沫，密度为29～47kg/m3。
[0012]进一步的，绝热渐变密度层包括低密度层区、中低密度层区、中密度层区、中高密度层区以及高密度层区，每个密度层区均由间隔层和防辐射层组成。
[0013]进一步的，蒸汽冷却屏组件包括铝合金屏罩、分布式冷管、循环泵、制冷机以及氦气瓶。
[0014]进一步的，防辐射遮挡屏为超薄壁全金属光屏。
[0015]本专利技术提供的一种空间低温贮箱多重复合绝热层，具有以下有益效果：
[0016]本申请在满足重量和外形尺寸等技术指标的前提下，最大限度的减少了空间低温
贮箱的漏热现象，实现了低蒸发损耗或零蒸发宇航长期在轨的服役要求，采用了薄壁壳体复合材料结构、优化的变密度多层绝热结构以及主动换热式蒸汽冷却屏技术，具有绝热效果好、轻质量、低功耗、高效率等优点，满足航天系统对于质量控制、性能指标以及可靠度的高要求。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1是根据本申请实施例提供的一种空间低温贮箱多重复合绝热层的示意图；
[0019]图2是根据本申请实施例提供的一种空间低温贮箱多重复合绝热层的截面示意图；
[0020]图中：1
‑
壳体、11
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上封头、12
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筒体、13
‑
下封头、2
‑
纤维缠绕复合层、2l
‑ꢀ
环向纤维缠绕复合层、22
‑
螺旋纤维缠绕复合层、3
‑
泡沫绝热层、31
‑
缓冲粘结层、32
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主体泡沫层、33
‑
密封加固层、34
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防热反射屏、4
‑
绝热渐变密度层、41
‑ꢀ
低密度层区、42
‑
中低密度层区、43
‑
中密度层区、44
‑
中高密度层区、45
‑
高密度层区、5
‑
蒸汽冷却屏组件、51
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制冷机、52
‑
循环泵、53
‑
氦气瓶、54
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分布式冷管、55
‑
铝合金屏罩、6
‑
防辐射遮挡屏、7
‑
箱体。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]如图1
‑
2所示，本申请提供了一种空间低温贮箱多重复合绝热层，包括箱体7以及壳体1，壳体1与箱体7之间依次设置有纤维缠绕复合层2、泡沫绝热层3、绝热渐变密度层4、蒸汽冷却屏组件5以及防辐射遮挡屏6。
[0023]具体的，本申请实施例提供的空间低温贮箱多重复合绝热层属于被动热防护技术，空间低温贮箱在地面和发射阶段主要以对流换热为主，而在在轨和变轨阶段主要以辐射换热以及固体导热为主，因此，空间低温贮箱在地面和发射阶段需维持较低的蒸发率指标要求，在在轨和变轨阶段则需保证零蒸发指标要求，为了实现上述指标要求，本申请实施例提供了一种4层复合结构的泡沫层、 5个密度区分布的变密度多层绝热结构、具有多条分布式冷管循环回路的主动换热式蒸汽冷却屏组件5以及防辐射遮挡屏6多部件结构组合、功能耦合的多重复合结构绝热层，其中，壳体1和纤维缠绕复合层2作为整体结构强度和刚度承力的主体，并且还能够起到固定支撑的作用；泡沫绝热层3主要在地面和发射阶段发挥绝热作用，以高热阻泡沫材料防止以对流传热为主的空间低温贮箱漏热，保证较低的蒸发率指标；绝热渐变密度层4主要在在轨和变轨阶段发挥绝热作用，采用较高反射率的防辐射屏防止以辐射、固体传导为主的空间低温贮箱漏热，在满足重量和外形尺寸等技术指标的前提下，最大限度减少漏热；蒸汽冷却屏组件5采用主动换热式，主要用于降低多层隔热材料
的层间温度梯度、热流密度等，从而降低空间低温贮箱的热流密度，降低漏热；防辐射遮挡屏6主要用于消除太阳辐射、地球红外辐射、行星反照、黑背景等空间热环境的影响。
[0024]进一步的，壳体1为金属内衬壳体1，包括上封头11、筒体12以及下封头13。在本申请实施例中，空间低温贮箱的箱体7优选为球形封头圆柱形结构，壳体1设置在箱体7的内部，为金属内衬壳体1，包括金属气口封头、筒体12以及液口封头，三者通过焊接形成内衬壳体1。
[0025]进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间低温贮箱多重复合绝热层，其特征在于，包括箱体以及壳体，所述壳体与箱体之间依次设置有纤维缠绕复合层、泡沫绝热层、绝热渐变密度层、蒸汽冷却屏组件以及防辐射遮挡屏。2.如权利要求1所述的空间低温贮箱多重复合绝热层，其特征在于，所述壳体为金属内衬壳体，包括上封头、筒体以及下封头。3.如权利要求2所述的空间低温贮箱多重复合绝热层，其特征在于，所述壳体的材料为钛合金或者铝合金。4.如权利要求1所述的空间低温贮箱多重复合绝热层，其特征在于，所述纤维缠绕复合层包括环向纤维缠绕复合层以及螺旋纤维缠绕复合层。5.如权利要求4所述的空间低温贮箱多重复合绝热层，其特征在于，所述纤维缠绕复合层由纤维和树脂组成，其中：所述纤维的拉伸强度≥4500MPa，模量≥200GPa，延伸率≥1.7％；所述树脂的拉伸强度≥70MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵积鹏，于斌，马天驹，顾森东，刘志栋，杨文博，赵蕾，王小宁，张海，张建军，张涛，万海莲，王颢琨，王添，郭睿，欧阳瑞洁，李玉峰，张辉祖，王喜龙，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：