空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器技术方案

技术编号:18774681 阅读:27 留言:0更新日期:2018-08-29 03:56
本发明专利技术提供了一种空间飞行器推进剂在轨补加系统,包含推进剂接收装置;所述推进剂接收装置包含以下单元:增压气体回用单元;推进剂补加液路单元;推进剂吹除单元。本发明专利技术还提供了一种使用上述的空间飞行器推进剂在轨补加系统进行推进剂在轨补加的实现方法,包含以下步骤:压气步骤;对接步骤;检漏步骤;补加步骤;吹除步骤;分离步骤。本发明专利技术还提供了一种飞行器,包含多个上述的空间飞行器推进剂在轨补加系统中的推进剂接收装置。本发明专利技术中推进剂接收装置具备贮箱增压气体多次回用功能,与通过贮箱增压气体直接排放再进行推进剂补加的方法相比,本发明专利技术中增压气体无需补加,降低推进剂补加成本。

【技术实现步骤摘要】
空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器
本专利技术涉及空间推进
,具体地,涉及一种空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器。
技术介绍
专利文献CN103950554B公开了一种航天器推进剂在轨加注系统及方法,采用了先一次排气后再增压加注的技术,但是该专利文献提供的系统在加注前需要将目的贮箱中的增压气体排出,在之后的使用中必须重新补充增压气体,增大了推进剂补加成本;而且该系统也无法实现同时推进剂补加与支持姿轨控发动机工作的功能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种空间飞行器推进剂在轨补加系统与实现方法及飞行器。根据本专利技术提供的空间飞行器推进剂在轨补加系统,包含推进剂接收装置;所述推进剂接收装置包含以下单元:增压气体回用单元:将第一贮箱内增压气体压缩入第一气瓶;推进剂补加液路单元:对第一贮箱补加推进剂;推进剂吹除单元:吹除推进剂补加液路单元中残余的推进剂。优选地,所述增压气体回用单元包含压气机、减压阀RR1、节流装置RT、自锁阀RL1、自锁阀RL2、自锁阀RL3、自锁阀RL4以及自锁阀RL5;自锁阀RL2、减压阀RR1、压气机、自锁阀RL3依次连接;自锁阀RL2出口端与自锁阀RL3进口端之间设置有旁路,所述旁路上依次设置有自锁阀RL4与节流装置RT;自锁阀RL2进口端分出多条回用进气支路,所述回用进气支路通过自锁阀RL1与第一贮箱相连;自锁阀RL3出口端分出多条回用出气支路,所述回用出气支路通过自锁阀RL5与第一气瓶相连。优选地,所述推进剂补加液路单元包含液路浮动断接器RC、自锁阀RL6以及自锁阀RL7;沿推进剂补加方向,多条补加进液支路汇合后再分出多条补加出液支路;补加进液支路上依次设置液路浮动断接器RC、自锁阀RL6;补加出液支路通过自锁阀RL7与第一贮箱相连。优选地,所述推进剂吹除单元包含推进剂排放口与自锁阀RL8;多条补加进液支路上的液路浮动断接器RC与自锁阀RL6之间均引出吹气旁路;多条吹气旁路汇合后与推进剂排放口相连;吹气旁路上设置有一个或多个自锁阀RL8。优选地,回用进气支路汇合处、回用出气支路汇合处、补加出液支路汇合处均设置有测试口;减压阀RR2与第一贮箱之间引出旁路连接加排阀RA1;自锁阀RL7与第一贮箱之间引出旁路连接加排阀RA2;第一贮箱为金属隔膜式贮箱。优选地,推进剂接收装置还包含回收气再利用单元;所述回收气再利用单元包含再利用输送管路、第一平衡旁路以及第二平衡旁路;再利用输送管路包含电爆阀RB、自锁阀RL11以及减压阀RR2;第一气瓶、电爆阀RB、自锁阀RL11、减压阀RR2、第一贮箱依次连接;第一平衡旁路包含自锁阀RL9,自锁阀RL9的两端分别与相邻两条再利用输送液路连接的第一气瓶连接;第二平衡旁路包含自锁阀RL10,自锁阀RL10的两端分别与相邻两条再利用输送液路连接的第一贮箱连接;第一气瓶与电爆阀RB之间引出旁路连接加排阀RA3;电爆阀RB与自锁阀RL11之间引出旁路连接测试口;减压阀RR2与第一贮箱之间引出旁路连接安全阀RS。优选地,还包含推进剂提供装置,所述推进剂提供装置包含以下单元:增压气体输送单元:用于输送第二气瓶中的增压气体;推进剂输送单元:用于输送第二贮箱中的推进剂;对接单元:用于与推进剂接收装置对接。优选地,所述增压气体输送单元包含电爆阀PB1、自锁阀PL1、减压阀PR、自锁阀PL1以及单向阀PO;第二气瓶、电爆阀PB1、自锁阀PL1、减压阀PR依次连接;减压阀PR出口端连接一供气主线管道,供气主线管道再分出多条供气支路;供气支路上依次设置自锁阀PL2与单向阀PO;供气主线管道上引出旁路连接第二贮箱;推进剂输送单元包含电爆阀PB2、节流装置PT以及自锁阀PL3;电爆阀PB2进口端与第二贮箱相连,电爆阀PB2出口端主管道延伸分成多条供推进剂支路;供推进剂支路上依次设置节流装置PT与自锁阀PL3;对接单元包含液路浮动断接器PC;一条供气支路与一条供推进剂支路汇合后,再与浮动断接器PC相连;第二气瓶与电爆阀PB1之间引出旁路连接加排阀PA1;电爆阀PB1与自锁阀PL1之间引出旁路连接测试口;供气主线管道上引出两条旁路分别连接加排阀PA2、安全阀PS;第二贮箱与电爆阀PB2之间引出旁路连接加排阀PA3;电爆阀PB2出口端主管道上引出旁路连接测试口。本专利技术还提供了一种使用上述的空间飞行器推进剂在轨补加系统进行推进剂在轨补加的实现方法,包含以下步骤:压气步骤:压气机运行,将第一贮箱内增压气体压缩入第一气瓶;对接步骤:液路浮动断接器RC与液路浮动断接器PC对接;检漏步骤:第二气瓶内增压气体进入到推进剂补加液路单元中,保压检漏;补加步骤:检漏完成后,利用压差使第二贮箱中的推进剂进入到第一贮箱中;吹除步骤:第一贮箱补加到位后,第二气瓶中的增压气体进入到推进剂吹除单元中,将管路内剩余推进剂吹除;分离步骤:液路浮动断接器RC与液路浮动断接器PC分离。本专利技术还提供了一种飞行器,包含多个上述的空间飞行器推进剂在轨补加系统中的推进剂接收装置;多个推进剂接收装置形成燃料接收装置与氧化剂接收装置。与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:1、本专利技术中推进剂接收装置具备贮箱增压气体多次回用功能,与通过贮箱增压气体直接排放再进行推进剂补加的方法相比,增压气体无需补加,降低推进剂补加成本;2、本专利技术中推进剂接收装置与推进剂提供装置之间能够多次对接与分离,从而实现飞行器在轨多次接收推进剂补加的功能,增加飞行器使用寿命,为未来空间站等长寿命飞行器在轨推进剂补加提供良好的技术基础;3、本专利技术在推进剂接收装置中设置了多个贮箱,一个贮箱在接收推进剂补加时,其余的贮箱能够同时支持姿轨控发动机工作;4、本专利技术在推进剂补加完毕后,对补加液路进行气体吹除,防止液路浮动断接器分离后补加液路内推进剂影响飞行器安全。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为空间飞行器推进剂在轨补加系统原理简图。图中示出:具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术,但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利技术和简化描述,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专利技术的限制。如图1所示,实施例中,本专利技术提供的空间飞行器推进剂在轨补加系统包含推进剂接收装置100与推进剂提供装置200,推进剂接收装置100、推进剂提供装置200上分别设置有液路浮动断接器RC、液路浮动断接器PC这两个液路浮动断接器,两个液路浮动断接器之间能够进行对接与分离。在实际使用过程中,一个或多个推进剂接收装置100位于一个飞行器中,一个或多个推进剂提供装置200位于另一个飞行器中,两个飞行器之间通过液路浮动断接器的对接与分离,最终完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,包含推进剂接收装置;所述推进剂接收装置包含以下单元:增压气体回用单元:将第一贮箱内增压气体压缩入第一气瓶;推进剂补加液路单元:对第一贮箱补加推进剂;推进剂吹除单元:吹除推进剂补加液路单元中残余的推进剂。

【技术特征摘要】
1.一种空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,包含推进剂接收装置;所述推进剂接收装置包含以下单元:增压气体回用单元:将第一贮箱内增压气体压缩入第一气瓶;推进剂补加液路单元:对第一贮箱补加推进剂;推进剂吹除单元:吹除推进剂补加液路单元中残余的推进剂。2.根据权利要求1所述的空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,所述增压气体回用单元包含压气机、减压阀RR1、节流装置RT、自锁阀RL1、自锁阀RL2、自锁阀RL3、自锁阀RL4以及自锁阀RL5;自锁阀RL2、减压阀RR1、压气机、自锁阀RL3依次连接;自锁阀RL2出口端与自锁阀RL3进口端之间设置有旁路,所述旁路上依次设置有自锁阀RL4与节流装置RT;自锁阀RL2进口端分出多条回用进气支路,所述回用进气支路通过自锁阀RL1与第一贮箱相连;自锁阀RL3出口端分出多条回用出气支路,所述回用出气支路通过自锁阀RL5与第一气瓶相连。3.根据权利要求2所述的空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,所述推进剂补加液路单元包含液路浮动断接器RC、自锁阀RL6以及自锁阀RL7;沿推进剂补加方向,多条补加进液支路汇合后再分出多条补加出液支路;补加进液支路上依次设置液路浮动断接器RC、自锁阀RL6;补加出液支路通过自锁阀RL7与第一贮箱相连。4.根据权利要求3所述的空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,所述推进剂吹除单元包含推进剂排放口与自锁阀RL8;多条补加进液支路上的液路浮动断接器RC与自锁阀RL6之间均引出吹气旁路;多条吹气旁路汇合后与推进剂排放口相连;吹气旁路上设置有一个或多个自锁阀RL8。5.根据权利要求4所述的空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于回用进气支路汇合处、回用出气支路汇合处、补加出液支路汇合处均设置有测试口;减压阀RR2与第一贮箱之间引出旁路连接加排阀RA1;自锁阀RL7与第一贮箱之间引出旁路连接加排阀RA2;第一贮箱为金属隔膜式贮箱。6.根据权利要求1所述的空间飞行器推进剂在轨补加系统,其特征在于,推进剂接收装置还包含回收气再利用单元;所述回收气再利用单元包含再利用输送管路、第一平衡旁路以及第二平衡旁路;再利用输送管路包含电爆阀RB、自锁阀RL11以及减压阀RR2;第一气瓶、电爆阀RB、自锁阀RL11、减压阀RR2、第一贮箱依次连接;第一平衡旁路包含自锁阀RL9,自锁阀RL9的两端分别与相邻两条再利用输送液路连接的第一气瓶连接;第二平衡旁路包含自锁阀RL10,自锁...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈开莹郑东晓谌忠庭金广明江铭伟
申请(专利权)人:上海空间推进研究所
类型:发明
国别省市:上海,31

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