本发明专利技术的目的是提供一种RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，包括分别连通至发动机的氧化剂供应系统、燃料供应系统和气体吹除系统，燃料供应系统还连接有燃料增压系统；燃料供应系统，包括用于向发动机提供燃料的燃料贮箱，燃料贮箱的输出管路上设置有用于调节推进剂流量及其混合比的燃料流量调节系统，燃料流量调节系统包括柱塞泵，柱塞泵连接有用于控制其动作的电机驱动装置。解决了现有推进剂供应系统无法集成到RBCC中，且无法对推进剂流量及混合比同时进行大范围调节的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于推进剂供应系统
，涉及一种RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统。
技术介绍
目前针对液体火箭发动机推进剂流量及混合比能够进行大范围调节的研究相对较少。一般对此类问题的研究方法主要是(1)设计带有可调汽蚀文氏管(流量调节阀)与变截面可调喷注器结合起来的全挤压式推进剂供应系统；(2)在泵压式推进剂供应系统中大量地采用了气动阀、压力稳定器以及能预先设置工况的流量调节器来增加液体火箭发动机变工况工作的适应性。比较典型的关于此类问题的供应系统设计方法，主要是美国TRW公司负责研制的登月舱下降发动机(LMDE)，其供应系统采用针阀机械定位喷注器与可变截面的汽蚀文氏管一起使用，保证在调节范围内进行等混合比的流量控制，具有10：1的推力调节能力。这种方法的不足之处是推进剂的混合比不能进行调节。比较典型的关于此类问题的供应系统设计是俄罗斯研制的高压补燃循环液体火箭发动机RD-170。其推进剂供应系统在氧化剂供应主路上装有节流阀用于调节燃烧室及氧化剂泵后氧化剂流量，以改变推进剂的混合比；进入预燃室的液氧经过流量调节器，来调节预燃室的氧化剂流量。不足之处是整
个供应系统质量体积太大，没有办法集成到RBCC中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，以解决现有推进剂供应系统无法集成到RBCC中，且无法对推进剂流量及混合比同时进行大范围调节的问题。本专利技术所采用的技术方案是，RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，包括分别连通至发动机的氧化剂供应系统、燃料供应系统和气体吹除系统，燃料供应系统还连接有燃料增压系统；燃料供应系统，包括用于向发动机提供燃料的燃料贮箱，燃料贮箱的输出管路上设置有用于调节推进剂流量及其混合比的燃料流量调节系统，燃料流量调节系统包括柱塞泵，柱塞泵连接有用于控制其动作的电机驱动装置。进一步的，燃料贮箱依次通过过滤器和电磁阀连通至柱塞泵。进一步的，柱塞泵的输出管路上依次设置有流量计和电磁阀。进一步的，燃料增压系统，包括气体贮箱，气体贮箱用于为燃料贮箱增加压力以将燃料推送至发动机，气体贮箱还连接有气体流量调节系统。进一步的，气体流量调节系统，包括设置在气体贮箱入口的充排气阀，还包括依次设置在气体贮箱输出管路上的过滤器、电磁阀和减压器。进一步的，气体贮箱中贮藏的是氮气或氦气。进一步的，氧化剂供应系统A，包括用于向发动机提供氧化剂的氧气贮箱，氧气贮箱通过氧气孔板连通至发动机，氧气贮箱的输出管路上还设置有氧气流量控制系统。进一步的，氧气流量控制系统，包括设置在氧气贮箱入口的充排气阀，还包括依次设置在氧气贮箱和氧气孔板之间的过滤器、电磁阀、减压器和放
气阀。进一步的，氧气孔板通向发动机的输出管路上依次设置有流量计和电磁阀。本专利技术的有益效果是，该系统能够集成到RBCC中，且具有大调节比的液体火箭发动机推进剂供应系统能够减小发动机消极质量，降低系统成本，能够满足RBCC不同模态下对推进剂流量的不同需求，并保证火箭发动机燃烧室稳定工作。附图说明图1是本专利技术RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统的结构示意图；图2是图1中燃料供应系统的放大图；图3是图1中气体吹除系统的放大图。图中，A.氧化剂供应系统，B.燃料供应系统，C.燃料增压系统，D.气体吹除系统，1.燃料贮箱，2.柱塞泵，3.气体贮箱，4.氧气贮箱，5.氧气孔板，6.过滤器，7.电磁阀，8.流量计，9.减压器，10.放气阀，11.充排气阀，12.电机，13.电机驱动器，14.单向阀，15.发动机。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，参见图1，包括分别连通至发动机推力室的氧化剂供应系统A、燃料供应系统B和气体吹除系统D，燃料供应系统B还连接有燃料增压系统C；燃料供应系统B，包括用于向推力室提供燃料的燃料贮箱1，燃料贮箱1的输出管路上设置有用于调节推进剂流量及其混合比的燃料流量调节系
统，燃料流量调节系统包括柱塞泵2，柱塞泵2连接有用于控制其动作的电机驱动装置。其中，燃料贮箱1依次通过过滤器6和电磁阀7连通至柱塞泵2，柱塞泵2的输出管路上依次设置有流量计8和电磁阀7。燃料增压系统C，包括气体贮箱3，气体贮箱3用于为燃料贮箱1增加压力以将燃料推送至发动机15，气体贮箱3还连接有气体流量调节系统，该气体流量调节系统，包括设置在气体贮箱3入口的充排气阀11，还包括依次设置在气体贮箱3输出管路上的过滤器6、电磁阀7和减压器9；该气体贮箱3中贮藏的是氮气或氦气。氧化剂供应系统A，包括用于向发动机15提供氧化剂的氧气贮箱4，氧气贮箱4通过氧气孔板5连通至发动机15，氧气贮箱4的输出管路上还设置有氧气流量控制系统；该氧气流量控制系统，包括设置在氧气贮箱4入口的充排气阀11，还包括依次设置在氧气贮箱4和氧气孔板5之间的过滤器6、电磁阀7、减压器9和放气阀10；该氧气孔板5通向发动机15的输出管路上依次设置有流量计8和电磁阀7。本专利技术的气体吹除系统D包括减压器、吹除用电磁阀7和单向阀14。利用经过过滤的来自气体贮箱3中的氮气或氦气，经过减压器9，将压力降至合适值后，通过打开的吹除用电磁阀7及保证不会逆向流动的单向阀14，可以对本专利技术整个系统的氧气和燃料的管路进行吹除，吹除掉管路中的杂质，确保实验的安全性。本专利技术中，各个放气阀10的管路上设置有多个压力控制器，它们主要是用来测量氮气减压器后的压力及对其压力进行调节，并测量燃料贮箱的压力及对其压力进行控制。本专利技术通过调节驱动柱塞泵2的电机的转速，改变柱塞泵2传动轴及缸体的转速，改变柱塞泵配流盘吸油、排油的流量，从而实现燃料流量的调节控制。具体的，将煤油经过过滤器6过滤后，进入打开的电磁阀7，通过调节驱动柱塞泵2的电机的转速，电机通过传动轴使柱塞泵2的缸体转动，靠柱塞泵2的斜盘作用使柱塞在缸体内作往复运动，从而改变柱塞泵2的配流盘的吸油、排油的流量，从而实现煤油流量的调节控制。通过调节电机转速为2000、6000、10000r/m来控制煤油流量为89、53、17g/s，利用流量计8监测燃料煤油的流量。本专利技术使用的柱塞泵2连接电机及电机驱动器，通过电机驱动器驱动电机，由电机带动柱塞泵2。此外，柱塞泵2必须连接配套的安全阀，防止超出柱塞泵2的量程，出现超压溢流现象。本专利技术通过电机驱动器驱动电机，电机带动柱塞泵2，通过调节电机转速，改变柱塞泵2吸油和排油量，从而实现燃料煤油流量大小的调节。流量计8用来监测燃料煤油流量，电磁阀7相当于开关，用来控制是否让煤油进入发动机推力室中。本专利技术系统之所以选用斜盘式轴向柱塞泵2，是因为其具有密封性好、工作压力高、在高压下仍能保持相当高的容积效率，一般在95％左右，及总效率一般在90％以上、容易实现变量及单位功率的质量轻等优点。所选用的柱塞泵2其排量要求涵盖推进剂供应系统的流量范围，其入口、出口压力能够符合系统设计的需求，在其工作范围内。在满足流量和压力的需求后，要求柱塞泵2质量轻、体积小。上述的过滤器6用来过滤推进剂或增压气体中的杂质，电磁阀7用以控制系统管路的通断，氧气孔板5是用于对氧气起到限流作用，本专利技术中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，其特征在于，包括分别连通至发动机(15)的氧化剂供应系统(A)、燃料供应系统(B)和气体吹除系统(D)，所述燃料供应系统(B)还连接有燃料增压系统(C)；所述燃料供应系统(B)，包括用于向所述发动机(15)提供燃料的燃料贮箱(1)，所述燃料贮箱(1)的输出管路上设置有用于调节推进剂流量及其混合比的燃料流量调节系统，所述燃料流量调节系统包括柱塞泵(2)，所述柱塞泵(2)连接有用于控制其动作的电机驱动装置。
【技术特征摘要】
1.RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，其特征在于，包括分别连通至发动机(15)的氧化剂供应系统(A)、燃料供应系统(B)和气体吹除系统(D)，所述燃料供应系统(B)还连接有燃料增压系统(C)；所述燃料供应系统(B)，包括用于向所述发动机(15)提供燃料的燃料贮箱(1)，所述燃料贮箱(1)的输出管路上设置有用于调节推进剂流量及其混合比的燃料流量调节系统，所述燃料流量调节系统包括柱塞泵(2)，所述柱塞泵(2)连接有用于控制其动作的电机驱动装置。2.如权利要求1所述的RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，其特征在于，所述燃料贮箱(1)依次通过过滤器(6)和电磁阀(7)连通至所述柱塞泵(2)。3.如权利要求1或2所述的RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，其特征在于，所述柱塞泵(2)的输出管路上依次设置有流量计(8)和电磁阀(7)。4.如权利要求1或2所述的RBCC大调节比液体火箭发动机推进剂供应系统，其特征在于，所述燃料增压系统(C)，包括气体贮箱(3)，所述气体贮箱(3)用于为所述燃料贮箱(1)增加压力以将燃料推送至所述发动机(15)，所述气体贮箱(3)还连接有气体流量调节系统。5.如权利要求4所述的RBCC大调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：何国强，白晶晶，刘洋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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