一种基于能量管控的固体姿控动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于能量管控的固体姿控动力系统，涉及固体姿控动力系统技术领域，该装置包括燃发器组、集气过滤组件、推力器和电磁阀组件，所述燃发器组包括至少一个燃发器，所述集气过滤组件设于所述燃发器的下方并与所述燃发器连通，所述推力器设于所述集气过滤组件的下方，所述推力器通过连接管与所述集气过滤组件连通，所述推力器的每一侧面上均包括至少一喷嘴，所述电磁阀组件设于所述推力器上，所述电磁阀组件包括多个电磁阀，每一所述电磁阀用于控制一所述喷嘴。本发明专利技术提供了一种基于能量管控的固体姿控动力系统，结构上不需要储气气瓶，整体系统重量轻，空间小，结构简单。

A Power System for Solid Attitude Control Based on Energy Control

The invention discloses a solid attitude control power system based on energy control, which relates to the technical field of solid attitude control power system. The device comprises a igniter group, a gas collecting filter assembly, a thruster and a solenoid valve assembly. The igniter group comprises at least one igniter. The gas collecting filter assembly is located below the igniter and connected with the igniter, and the thruster is provided with at least one igniter. Under the gas collecting filter assembly, the thruster is connected with the gas collecting filter assembly through a connecting tube. Each side of the thruster includes at least one nozzle. The solenoid valve assembly is arranged on the thruster, and the solenoid valve assembly comprises a plurality of solenoid valves, each of which is used to control the nozzle. The invention provides a solid attitude control power system based on energy control, which does not need a gas storage cylinder in structure, has light weight, small space and simple structure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量管控的固体姿控动力系统
本专利技术涉及固体姿控动力系统
，具体涉及一种基于能量管控的固体姿控动力系统。
技术介绍
全固体化、安全可靠、长期贮存、免维护是现代飞行器的主要发展方向，其中，姿控动力系统是全固体化中最难的一个技术环节。目前，姿控动力系统的工作工质主要为液体，目前在研究的固体姿控系统一般为储气式系统，即通过气瓶把固体燃发器产生的燃气储存起来，然后再通过电磁阀推力器排出高温燃气产生推力，实现驱动。这种系统将能量集中控制，结构复杂，热损失较大，且占用空间大，质量较重，同时其连接结构较多，密封结构难度大，可靠性不高，特别是对结构和重量均要求较高的飞行器，这种储气式固体姿控系统难以满足要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于能量管控的固体姿控动力系统，结构上不需要储气气瓶，整体系统重量轻，空间小，结构简单。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：燃发器组，其包括至少一个燃发器；集气过滤组件，其设于所述燃发器的下方并与所述燃发器连通；推力器，其设于所述集气过滤组件的下方，所述推力器通过连接管与所述集气过滤组件连通，所述推力器的每一侧面上均包括至少一喷嘴；电磁阀组件，其设于所述推力器上，所述电磁阀组件包括多个电磁阀，每一所述电磁阀用于控制一所述喷嘴。在上述技术方案的基础上，所述燃发器包括：壳体，其内填充有药柱；点火器，其设于所述壳体的一端，用于点燃所述药柱；出气口，其设于所述壳体的一端且与所述点火器同侧，所述出气口与集气过滤组件连通。在上述技术方案的基础上，所述壳体的内侧面上设有一层绝热层。在上述技术方案的基础上，所述固体姿控动力系统包括上支撑板，所述上支撑板上设有多个固定通孔，所述燃发器竖直嵌设于所述固定通孔内。在上述技术方案的基础上，所述集气过滤组件包括：集气环，其包括集气上半环和集气下半环，所述集气上半环和集气下半环相互扣合形成滤气腔，所述出气口与集气上半环连接，所述连接管与集气下半环连接；过滤网，其设于所述滤气腔内，所述过滤网用于过滤进入至所述集气上半环内的燃气。在上述技术方案的基础上，所述集气下半环的下方两侧上分别设有一电爆阀。在上述技术方案的基础上，所述推力器包括：两根曲形管，两根所述曲形管均为中空结构；两个连接件，两个所述连接件均为中空结构，每一所述连接件均与两根所述曲形管的一端连通构成呈环形的气腔，每一所述连接件的上端、下端及朝外的侧面上均设有一所述喷嘴。在上述技术方案的基础上，所述电磁阀组件包括6个所述电磁阀，每一所述电磁阀用于控制其中一所述喷嘴的开启和闭合。在上述技术方案的基础上，所述固体姿控动力系统包括下支撑板，6个所述电磁阀的一端均固定于所述下支撑板上。在上述技术方案的基础上，所述连接管穿过所述下支撑板后并与所述推力器连通。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，通过对总体姿控能量需求进行分析，将能量需求分段，设计对应的多个燃发器提供能量，省掉了储气气瓶的设计，能根据实际的飞行状态起控、飞行及再入来点燃燃发器，并开启控制不同方位喷嘴的电磁阀，一方面，可节约空间，减轻结构质量，另一方面，可以减少连接结构，高温减压器等元件，提高系统可靠性，提升系统性能。(2)本专利技术提供的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，推力器上设计有6个对应方向的喷嘴，根据推力器的实际需求，能满足其俯仰、偏航和滚转三种姿控力，燃发器接力工作为固体姿控动力系统提供全程控制所需要的燃气，燃气经过滤后通过喷管排出提供系统所需要的推力，结构简单，操作方便，实用性很强。附图说明图1为本专利技术实施例中的基于能量管控的固体姿控动力系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中的基于能量管控的固体姿控动力系统的燃发器的结构示意图；图3为本专利技术实施例中的基于能量管控的固体姿控动力系统的集气过滤组件的结构示意图；图4为本专利技术实施例中的基于能量管控的固体姿控动力系统的推力器的的结构示意图。图中：1-燃发器组，10-燃发器，100-壳体，101-药柱，102-出气口，103-绝热层，104-点火器，2-集气过滤组件，20-集气上半环，21-集气下半环，22-过滤网，3-推力器，30-喷嘴，31-曲形管，32-连接件，4-连接管，50-电磁阀，6-上支撑板，7-下支撑板，8-电爆阀。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种基于能量管控的固体姿控动力系统，包括燃发器组1、集气过滤组件2、推力器3和电磁阀组件。其中，燃发器组1包括至少一个燃发器10，燃发器10的数量根据固体姿控动力系统的实际飞行需求来确定；集气过滤组件2设于燃发器10的下方并与燃发器10连通，集气过滤组件2主要用于过滤高温燃气内的残渣，防止高温燃气在通入其他器件时，残渣造成器件堵塞或损坏，影响通气，最后影响整个系统的良好运行；推力器3则设于集气过滤组件2的下方，推力器3通过连接管4与集气过滤组件2连通，推力器3的每一侧面上均包括至少一喷嘴30，用于作为固体姿控动力系统的动力驱动，燃发器10产生燃气后，依次经过集气过滤组件2和连接管4，进入推力器3，最后从推力器3上的喷嘴30喷出，产生驱动力，实现各种不同姿态的飞行状态；电磁阀组件则设于推力器3上，这里，电磁阀组件包括多个电磁阀50，其数量与推力器3上的喷嘴30的数量相对应，每一电磁阀50用于控制一喷嘴30的开启和关闭，由于不同的喷嘴30开启时，固体姿控动力系统的运行状态不同，因此，可以通过控制电磁阀50来控制喷嘴30的开启和关闭来实现固体姿控动力系统的驱动。参见图2所示，燃发器10主要用于根据实际情况随时提供高温燃气，具体的，燃发器10包括壳体100、点火器104和出气口102，壳体100内填充有药柱101，这里，药柱101采用低燃温及低残渣的双基药，在燃烧时，端面燃烧产生稳定的高温燃气，能保持固体姿控动力系统的流量恒定。点火器104则设于壳体100的一端，点火器104其主要用于点燃壳体100内的药柱101，这里，点火器104通过系统控制采用电点燃的方式来实现，自动化程度高，安全有效。出气口102设于壳体100的一端，且其与点火器104位于壳体100的同一侧，出气口102与集气过滤组件2连通，使燃发器10产生的高温燃气顺利进入至集气过滤组件2内，根据实际的运行需求，来提供燃气。进一步的，在壳体100的内侧面上还设有一层绝热层103，由于燃发器10在产生燃气的过程中，燃气的温度很高，因此，在壳体100的内侧面上设有一层具有良好隔热功效的绝热层103，能长时间地对壳体100进行高温的热防护。参见图1所示，固体姿控动力系统还包括上支撑板6，上支撑板6为一块呈长方形的扁平板，且具有较好的刚度和稳定性。具体的，上支撑板6上设有多个规律排列的固定通孔，固定通孔的直径与燃发器10的截面尺寸相匹配，能涂保证燃发器10竖直嵌设于固定通孔内，当固体姿控动力系统需要多个燃发器10提供燃气时，上支撑板6能将多个燃发器10同时固定，保证整体更加紧凑，连接性更好，保证固体姿控动力系统的良好运行。参见图3所示，集气过滤组件2主要用于过滤经燃发器10产生的高温燃气内可能参杂的药柱101燃烧残渣等异物，具体的，集气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于，其包括：燃发器组(1)，其包括至少一个燃发器(10)；集气过滤组件(2)，其设于所述燃发器(10)的下方并与所述燃发器(10)连通；推力器(3)，其设于所述集气过滤组件(2)的下方，所述推力器(3)通过连接管(4)与所述集气过滤组件(2)连通，所述推力器(3)的每一侧面上均包括至少一喷嘴(30)；电磁阀组件，其设于所述推力器(3)上，所述电磁阀组件包括多个电磁阀(50)，每一所述电磁阀(50)用于控制一所述喷嘴(30)。

【技术特征摘要】
1.一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于，其包括：燃发器组(1)，其包括至少一个燃发器(10)；集气过滤组件(2)，其设于所述燃发器(10)的下方并与所述燃发器(10)连通；推力器(3)，其设于所述集气过滤组件(2)的下方，所述推力器(3)通过连接管(4)与所述集气过滤组件(2)连通，所述推力器(3)的每一侧面上均包括至少一喷嘴(30)；电磁阀组件，其设于所述推力器(3)上，所述电磁阀组件包括多个电磁阀(50)，每一所述电磁阀(50)用于控制一所述喷嘴(30)。2.如权利要求1所述的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于，所述燃发器(10)包括：壳体(100)，其内填充有药柱(101)；点火器(104)，其设于所述壳体(100)的一端，用于点燃所述药柱(101)；出气口(102)，其设于所述壳体(100)的一端且与所述点火器(104)同侧，所述出气口(102)与集气过滤组件(2)连通。3.如权利要求2所述的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于：所述壳体(100)的内侧面上设有一层绝热层(103)。4.如权利要求1所述的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于：所述固体姿控动力系统包括上支撑板(6)，所述上支撑板(6)上设有多个固定通孔，所述燃发器(10)竖直嵌设于所述固定通孔内。5.如权利要求1所述的一种基于能量管控的固体姿控动力系统，其特征在于，所述集气过滤组件(2)包括：集气环，其包括集气上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张棚，赵启扬，王善金，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42