运载火箭液氧贮箱结构设计方案

　　在航天运载器的总体结构设计中，液氧贮箱作为箭体结构的核心承力与储液一体化部件，其设计合理性直接决定运载火箭的起飞重量上限、入轨载荷能力以及全箭飞行过程的结构可靠性。该贮箱采用共底式柱段加前后椭球底的经典构型，整体长度15.220m，直径8.4m，柱段部分承担主要的液氧存储容积，前后椭球底则兼顾飞行过程中的气液分离、过载承压以及与相邻箭体段的连接过渡需求。从实际应用场景来看，这类贮箱主要适配大推力液体运载火箭的一级动力系统，在火箭起飞前完成低温液氧的加注，飞行过程中持续向发动机输送满足压力、流量要求的液氧推进剂，同时贮箱壁板还要参与全箭的轴向载荷传递，承受起飞阶段的过载冲击、飞行中的气动加热以及级间分离时的瞬时冲击载荷。设计过程中，

　　首先围绕液氧的低温存储特性确定结构的分层设计思路，壁板采用网格加筋结构，在保证整体承压能力的前提下尽可能降低结构自重，内部设置的防晃、防旋结构能够有效抑制火箭飞行过程中过载变化带来的液氧晃动，避免推进剂供应过程中出现气蚀问题，底部的消漩装置则能在发动机工作末期减少推进剂的夹带气体，保证发动机工作的稳定性。从安装边界来看，贮箱前后端分别设置连接环框，前端与氧化剂箱前短壳、箱间段对接，后端与发动机机架、尾段结构相连，柱段外壁预留有管路安装支座、传感器安装接口以及绝热层铺设的基准面，能够适配箭体外部的管路走线、增压系统管路连接以及温度、压力、液位等参数的监测需求。在结构强度校核层面，该构型的贮箱需要分别完成内压载荷、轴向压缩载荷、

　　弯曲载荷以及剪切载荷的组合工况校核，网格加筋的壁板结构参数经过多轮迭代优化，筋条的高度、宽度以及网格密度既满足低温下的结构强度储备，又能将结构质量占比控制在合理区间，前后椭球底的曲率设计兼顾了承压效率与内部容积利用率，底部的推进剂输出口位置经过流场仿真优化，能够保证在不同飞行过载姿态下都能稳定获取无气液夹杂的液氧推进剂。