航天xx吨氢氧发动机试验系统低温燃料贮箱关键技术及其应用研究

摘要

低温供应系统是整个低温试验系统的动力之源，大容积的低温贮箱在供应系统里起核心作用，其中有许多关键技术需要研究解决并实现工程应用。研究设计能保安全、保品质地为发动机提供燃料的大容积低温贮箱对航天发动机的发展有着重要的现实意义。
　　论文首先介绍了国内外氢氧火箭发动机低温燃料贮箱技术的研究现状及我国在此方面的最新进展，同时对航天发动机试验低温推进剂供应系统以及低温贮箱的绝热、支撑结构、安全泄放和制造等技术进行了综述。
　　其次，论文以一台80m3的液氢贮箱为例详细论述了贮箱的设计方案。根据工况参数，按照相关国家法规和标准，确定了结构尺寸，绝热形式，管路流程，安全附件等，对内容器和外壳进行强度校正，以确保贮罐使用安全，性能可靠，结构优化。
　　接着，论文对贮箱进行了有限元应力分析。分析了内容器下封头、内支腿和地脚螺栓等在空载、满罐操作状态等五种工况下的受力状态，指出了最大应力所在位置，并给出了提高安全性的方案。
　　最后，论文从热损失、绝热层厚度及表面温度三方面对绝热设计进行了阐述，详细给出了80m3液氢贮箱的封头、圆柱体、加注管、放气管、增压管及内容器支腿的漏热量，得出了液氢日蒸发率为0.76％的结论。
　　论文有着重要的工程应用价值，论文成果能够在新一代大推力火箭发动机的研制及探月、登月计划工程实践中得到应用及检验。此外，随着低温技术的发展和应用，论文成果会在国民经济中得到越来越广泛的应用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 国内外氢氧发动机试验低温燃料储箱技术研究现状

1.3 论文研究的意义

1.4主要研究内容

第二章 航天推进剂供应系统低温燃料贮箱技术分析

2.1 航天发动机试验低温推进剂供应系统

2.2 低温贮箱的绝热技术

2.3 低温贮箱的支撑结构技术

2.4 低温贮箱的安全泄放技术

2.5 低温贮罐的制造技术

2.6 本章小结

第三章 液氢贮箱设计方案

3.1参数要求

3.2结构方案设计

3.3本章小结

第四章 液氢贮箱结构强度校核

4.1内容器的强度计算及校核

4.2外容器计算

4.3开孔补强

4.4法兰的设计及计算

4.6热应力计算

4.7安全泄放量、安全阀内径的设计及计算

4.8增压集气管及防涡导流锥设计计算

4.9风载和地震载荷的计算

4.10本章小结

第五章 贮箱有限元分析

5.1计算条件和部位

5.2模型处理

5.3关键计算

5.4有限元模型

5.5本章小结

第六章 低温绝热设计及计算

6.1绝热体的热损失计算

6.2 绝热层厚度的计算

6.3 表面温度计算

6.4 80m3液氢贮箱绝热层的传导传热计算

6.5 漏放气的吸附设计及计算

6.6 本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果