本發(fā)明屬于多艙段航天器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于多艙段航天器的流體回路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

返回式衛(wèi)星已經(jīng)成為專門用于“微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)”空間實(shí)驗(yàn)研究的衛(wèi)星平臺(tái)。隨著空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求的增加，返回式衛(wèi)星回收艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)載荷設(shè)備的數(shù)量也是越來越多，平均功耗也比以前更大，尤其現(xiàn)在開展的活體類科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)回收艙的溫度要求也更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的回收艙散熱手段已不能滿足載荷的需求。

為適應(yīng)回收艙載荷大功耗的需求，應(yīng)用流體回路主動(dòng)熱控技術(shù)，即在回收艙內(nèi)部安裝冷板收集艙內(nèi)熱耗，通過貫穿回收艙、制動(dòng)艙、服務(wù)艙及密封艙的泵、閥、管路系統(tǒng)將熱量傳輸至位于密封艙外側(cè)的輻射器上，最后輻射器通過輻射將熱量排散出艙外。由于返回衛(wèi)星返回前需要進(jìn)行兩次艙間分離，則需要貫穿四個(gè)艙段的流體回路系統(tǒng)具備適應(yīng)的斷接能力以滿足艙段分離的要求。

目前流體回路管路一般應(yīng)用在單艙結(jié)構(gòu)內(nèi)，很少在跨艙段連接的情況下使用，偶爾使用，也是對(duì)于艙段間無在軌分離要求的連接，其艙段間的連接無需考慮在軌動(dòng)態(tài)分離的狀態(tài)。而要實(shí)現(xiàn)流體管路的多艙段連接同時(shí)需要在軌分離，則存在以下問題：

1、流體回路管路要跨艙段連接，則其管路連接必須要具備能夠隨艙段裝配或分離相適應(yīng)的斷接器，因此在艙段對(duì)接和分開時(shí)要考慮斷接器的安裝，連接、分離等問題，從結(jié)構(gòu)上必須提供相應(yīng)的安裝接口和操作口，增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的負(fù)責(zé)性；

2、必須考慮在軌艙段分離時(shí)，管路艙間斷接器如何實(shí)現(xiàn)分離，且分離后不能夠使管路里的工質(zhì)泄露到空間和其它艙體上，這就對(duì)斷接器的分類提出了較高的要求，傳統(tǒng)的包帶分離方式無法實(shí)現(xiàn)；

3、艙間斷接器若采用被動(dòng)分離方式，則必須要考慮斷接器自身分離所需的外界作用力，即作用于斷接器的分離力應(yīng)大于斷接器自身的插拔力，這就對(duì)艙段分離提出了較高的要求，必須增加艙段分離時(shí)的作用力以此來帶動(dòng)斷接器分離，且該作用力較大，往往需要付出較大的代價(jià)或者面臨技術(shù)難題。

在衛(wèi)星高速運(yùn)行，艙段分離作用力較大時(shí)，則可能會(huì)使衛(wèi)星的姿態(tài)產(chǎn)生變化，解決的方法是使斷接器分離力能夠作用于衛(wèi)星質(zhì)心，從布局上往往較難實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)方法是對(duì)稱分布斷、；接器，由于斷接器分離時(shí)插拔力有差異，分離不同步等方面的影響，導(dǎo)致該方法并不能消除對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)的影響，只能盡量降低，采用其它手段來恢復(fù)變化的姿態(tài)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)需要增加分析和其它保障手段。另外當(dāng)斷接器在星上的安裝無法實(shí)現(xiàn)對(duì)稱布置時(shí)，則對(duì)姿態(tài)影響更加嚴(yán)重。

4、返回式衛(wèi)星的姿態(tài)控制調(diào)整設(shè)備均布置在服務(wù)艙和密封艙組成的儀器艙內(nèi)，衛(wèi)星艙段在一次分離后，無法對(duì)回收艙和制動(dòng)艙組成的返回艙進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，因此如何減小斷接器分離對(duì)艙體分離后的姿態(tài)影響尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種適用于多艙段航天器的流體回路系統(tǒng)，在返回式需要使用解鎖螺栓進(jìn)行兩次艙段分離的航天器上，能夠通過對(duì)流體管路進(jìn)行布局和艙間連接設(shè)計(jì)，而不影響返回艙的姿態(tài)。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種適用于多艙段航天器的流體回路系統(tǒng)，包括：冷板、流體管路、輻射器、四個(gè)液路斷接器及分離裝置；

其外圍設(shè)備為：由回收艙、制動(dòng)艙、服務(wù)艙及密封艙順序?qū)有纬傻暮教炱魍庑谓Y(jié)構(gòu)和安裝在回收艙內(nèi)的儀器盤；儀器盤的上下表面均安裝有艙內(nèi)設(shè)備；

所述冷板內(nèi)加工有兩圈以上同軸的環(huán)形孔，且兩圈以上的環(huán)形孔彼此相通；

所述液路斷接器具有自密封功能，液路斷接器兩端分別為固定端和分離端；四個(gè)液路斷接器分別為液路斷接器Ⅰ、液路斷接器Ⅱ、液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ；

所述輻射器上設(shè)有呈S形分布的管狀結(jié)構(gòu)；

所述分離裝置用于分離液路斷接器的固定端和分離端；

整體連接關(guān)系如下：兩個(gè)冷板分別安裝在艙內(nèi)設(shè)備與儀器盤上表面及下表面之間，且兩個(gè)冷板的環(huán)形孔通過管路連通；輻射器固定在密封艙的外表面；

液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ均通過分離裝置安裝在制動(dòng)艙和服務(wù)艙對(duì)接處；其中，分離裝置通過分離裝置安裝支架固定在服務(wù)艙上，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的固定端分別與分離裝置的固定支架固定連接，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離端分別與分離裝置的分離支架固定連接；

液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ安裝在回收艙和制動(dòng)艙對(duì)接處，且液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ位于回收艙的兩側(cè)，并沿回收艙的中心軸對(duì)稱分布；其中，液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ的固定端分別通過固定端安裝支架與回收艙固定連接，液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ的分離端分別通過分離端安裝支架與制動(dòng)艙固定連接；

兩路流體管路的一端分別與冷板的環(huán)形孔連接，其中一路流體管路的另一端順序通過液路斷接器Ⅲ、液路斷接器Ⅰ后，穿過服務(wù)艙的殼體，并通過可拆分接頭與輻射器的管狀結(jié)構(gòu)的入口端連接；另一路流體管路的另一端順序通過液路斷接器Ⅳ、液路斷接器Ⅱ后，穿過服務(wù)艙的殼體，并與輻射器的管狀結(jié)構(gòu)的出口端連接；冷板的環(huán)形孔、兩路流體管路和輻射器的管狀結(jié)構(gòu)形成一條封閉的液體回路，液體回路內(nèi)充滿冷卻液。

進(jìn)一步的，所述流體管路與冷板的環(huán)形孔的連接及流體管路與輻射器的管狀結(jié)構(gòu)的連接均通過可拆分接頭進(jìn)行可拆卸的連接。

進(jìn)一步的，所述液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離先于制動(dòng)艙和服務(wù)艙的分離。

進(jìn)一步的，所述液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ隨回收艙和制動(dòng)艙的分離進(jìn)行被動(dòng)分離。

有益效果：(1)本發(fā)明通過在一次分離采用主動(dòng)分離的方法，即液路斷接器分離通過分離裝置控制，先于艙段分離；二次分離采用被動(dòng)分離的方法，通過液路斷接器對(duì)稱布置，并隨艙體同時(shí)分離；所采用的艙間分離方式和整個(gè)管路的布局能夠滿足流體管路的使用要求，流體管路的艙間分離不影響艙段分離，且對(duì)分離后的星體姿態(tài)無影響。

(2)本發(fā)明進(jìn)行一次分離中分離裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足剛度強(qiáng)度要求，其動(dòng)態(tài)分離時(shí)，其作用力能夠滿足液路斷接器的最大分離力；二次分離中的擾動(dòng)對(duì)再入的最大動(dòng)壓、最大過載和航程影響小于0.4％，可忽略。

(3)本發(fā)明的液路斷接器進(jìn)行一次分離的布置無需考慮對(duì)稱問題，可以布置在需要的任意位置，且布置后先于艙段分離，不會(huì)對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)產(chǎn)生干擾；且兩個(gè)液路斷接器安裝在分離裝置的同一固定(或分離)支架上，便于進(jìn)行固定(或分離)支架的設(shè)計(jì)，以保證液路斷接器安裝后的尺寸指標(biāo)要求。

(4)本發(fā)明分離裝置能夠有效解決液路斷接器插拔力過大的問題，通過分離裝置產(chǎn)生的作用力使斷接器進(jìn)行分離。

(5)本發(fā)明進(jìn)行二次分離中的液路斷接器和流體管路采用對(duì)稱布置的形式，能夠減小對(duì)分離后對(duì)返回艙姿態(tài)的影響；

(6)本發(fā)明的液路斷接器選用自密封的斷接器，在分離后能夠保證流體管路內(nèi)的冷卻液不泄露，不會(huì)污染星體。

(7)本發(fā)明的流體管路與儀器盤上的冷板連接及與輻射器的管狀結(jié)構(gòu)均采用可拆卸的連接形式，以方便衛(wèi)星總裝過程的操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為一次分離的液路斷接器的安裝示意圖。

圖3為二次分離的液路斷接器的安裝示意圖。

圖4為流體管路與冷板的連接示意圖。

其中，1-回收艙，2-制動(dòng)艙，3-服務(wù)艙，4-密封艙，5-儀器盤，6-冷板，7-流體管路，8-輻射器，9-分離裝置的固定支架，10-分離裝置的分離支架，11-分離裝置，12-分離裝置安裝支架，14-固定端安裝支架，15-分離端安裝支架，可拆分接頭16。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種適用于多艙段航天器的流體回路系統(tǒng)，參見附圖1-4，包括：冷板6、流體管路7、輻射器8、四個(gè)液路斷接器、分離裝置11及可拆分接頭16；

其外圍設(shè)備為：回收艙1、制動(dòng)艙2、服務(wù)艙3、密封艙4及儀器盤5；所述回收艙1、制動(dòng)艙2、服務(wù)艙3和密封艙4順序?qū)有纬珊教炱鞯耐庑谓Y(jié)構(gòu)；儀器盤5安裝在回收艙1內(nèi)，其上下表面均安裝有艙內(nèi)設(shè)備；

所述冷板6內(nèi)加工有兩圈以上同軸的環(huán)形孔，且兩圈以上的環(huán)形孔彼此相通；

所述液路斷接器選用具有自密封功能的斷接器，以滿足艙段分離后流體管路7內(nèi)的冷卻液不泄露，同時(shí)液路斷接器能夠隨艙體進(jìn)行對(duì)接和分離；液路斷接器兩端分別為固定端和分離端；四個(gè)液路斷接器分別為液路斷接器Ⅰ、液路斷接器Ⅱ、液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ；

所述輻射器8上設(shè)有呈S形分布的管狀結(jié)構(gòu)；

所述分離裝置11用于分離液路斷接器的固定端和分離端；

所述可拆分接頭16為螺栓或卡扣；

整體連接關(guān)系如下：兩個(gè)冷板6分別安裝在艙內(nèi)設(shè)備與儀器盤5上表面及下表面之間，用于收集艙內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生的熱量，且兩個(gè)冷板6的環(huán)形孔通過管路連通；輻射器8固定在密封艙4的外表面；

液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ均通過同一個(gè)分離裝置11安裝在制動(dòng)艙2和服務(wù)艙3對(duì)接處；其中，分離裝置11通過分離裝置安裝支架12固定在服務(wù)艙3上，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的固定端分別與分離裝置的固定支架9固定連接，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離端分別與分離裝置的分離支架10固定連接；

液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ安裝在回收艙1和制動(dòng)艙2對(duì)接處，且液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ位于回收艙1的兩側(cè)，并沿回收艙1的中心軸對(duì)稱分布；其中，液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ的固定端分別通過固定端安裝支架14與回收艙1固定連接，液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ的分離端分別通過分離端安裝支架15與制動(dòng)艙2固定連接；

兩路流體管路7的一端分別通過可拆分接頭16與冷板6的環(huán)形孔連接，其中一路流體管路7的另一端順序通過液路斷接器Ⅲ、液路斷接器Ⅰ后，穿過服務(wù)艙3的殼體，并通過可拆分接頭16與輻射器8的管狀結(jié)構(gòu)的入口端連接；另一路流體管路7的另一端順序通過液路斷接器Ⅳ、液路斷接器Ⅱ后，穿過服務(wù)艙3的殼體，并通過可拆分接頭16與輻射器8的管狀結(jié)構(gòu)的出口端連接；冷板6的環(huán)形孔、兩路流體管路7和輻射器8的管狀結(jié)構(gòu)形成一條封閉的液體回路，液體回路內(nèi)充滿冷卻液，用于將熱量收集并進(jìn)行傳遞；

工作時(shí)，回收艙1內(nèi)部的冷板6收集艙內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生的熱量，并通過貫穿回收艙1、制動(dòng)艙2、服務(wù)艙3的流體管路7內(nèi)的冷卻液將熱量傳輸至位于密封艙3外的輻射器8上，最后輻射器8通過空間輻射將熱量排散出艙外；

當(dāng)航天器進(jìn)行艙體分離時(shí)：首先，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的固定端和分離端均通過分離裝置11產(chǎn)生的作用力進(jìn)行分離，且液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ分離后均進(jìn)行自密封，防止流體管路7內(nèi)的冷卻液流出；因此，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ?yàn)橹鲃?dòng)分離，液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離先于制動(dòng)艙2和服務(wù)艙3的分離，能夠保證液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離不會(huì)對(duì)艙段分離產(chǎn)生影響；然后，在液路斷接器Ⅰ和液路斷接器Ⅱ的分離后，制動(dòng)艙2和服務(wù)艙3進(jìn)行一次分離；最后，回收艙1和制動(dòng)艙2進(jìn)行二次分離，通過回收艙1和制動(dòng)艙2分離時(shí)的作用力使液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ的固定端和分離端同時(shí)分開，且液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ分離后均進(jìn)行自密封，防止流體管路7內(nèi)的冷卻液流出；因此，液路斷接器Ⅲ和液路斷接器Ⅳ為被動(dòng)分離。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。