一种液体火箭电动泵装置制造方法及图纸

本公开提供了一种液体火箭电动泵装置，包括：第一电动泵和第二电动泵；第一电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第一推进剂增压送入燃烧室燃烧；以及第二电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第二推进剂增压送入燃烧室燃烧。本公开还提供了一种液体火箭电动泵装置闭环控制系统。本公开使得液体火箭发动机主副系统解耦，提升了安全性，并为变推力控制提供了保障。

A liquid rocket electric pump device

【技术实现步骤摘要】
一种液体火箭电动泵装置
本公开涉及液体运载火箭
，尤其涉及一种液体火箭电动泵装置。
技术介绍
泵装置是液体火箭发动机推进剂供应系统的关键组件，高速旋转的泵装置可将推进剂增压，增压后的推进剂进入燃烧室燃烧，产生火箭飞行需要的推力。目前，国内在役液体火箭发动机均采用燃气涡轮泵装置用于推进剂供应系统。燃气涡轮泵装置主要由诱导轮、离心轮、涡轮、动密封、轴承、轴系支承系统和泵组成，高温燃气通过管路进入涡轮泵装置，驱动涡轮转动，涡轮带动泵高速旋转，将推进剂增压后送入燃气发生器和燃烧室燃烧。尽管不同液体火箭发动机所采用的动力方案有所不同，但泵装置均为燃气驱动涡轮带动泵旋转的方式。目前，国内尚无电动泵装置在液体火箭上应用的实质性研究和工程实现。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个，我公司某型可回收液体运载火箭采用电动泵装置设计方案，使用高功率密度电能代替燃气驱动泵旋转，将推进剂增压送入燃烧室燃烧。根据本公开的一个方面，一种液体火箭电动泵装置，包括：第一电动泵和第二电动泵；所述第一电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第一推进剂增压送入燃烧室燃烧；以及所述第二电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第二推进剂增压送入燃烧室燃烧。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一推进剂为氧化剂；以及所述第二推进剂为燃料。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一电动泵包括第一电池、第一电机和第一泵，所述第一电池与第一电机连接向第一电机提供电能，所述第一电机与第一泵传动连接。根据本公开的至少一个实施方式，所述第二电动泵包括第二电池、第二电机和第二泵，所述第二电池与第二电机连接向第二电机提供电能，所述第二电机与第二泵传动连接；根据本公开的至少一个实施方式，还包括推力计算控制模块,所述第一电机和第二电机通过推力计算控制模块实现转速闭环控制。根据本公开的至少一个实施方式，所述推力计算控制模块根据当前推力与预定推力的差值调节所述第一电机和第二电机的转速，控制进入燃烧室的所述第一推进剂和第二推进剂流量，从而调节火箭的推力。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一泵具有第一推进剂入口和第一推进剂出口，所述第一推进剂从第一推进剂入口进入通过所述第一泵转动增压后从所述第一推进剂出口进入燃烧室；以及所述第二泵具有第二推进剂入口和第二推进剂出口，所述第二推进剂从第二推进剂入口进入通过所述第二泵转动增压后从所述第二推进剂出口进入燃烧室。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一电池和第二电池均为高能量密度电池。根据本公开的另一方面，提供了一种液体火箭电动泵装置闭环控制系统，应用于上述液体火箭电动泵装置，所述第一电机和第二电机通电进入转速闭环控制状态，按照所述推力计算控制模块的输出信号的转速进行转动。根据本公开的又一方面，提供了一种液体火箭发动机，包括上述的液体火箭电动泵装置。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的实施方式的电动泵装置组成的示意图。图2是根据本公开的实施方式的电动泵装置工作流程示意图。附图标记：1-第一电动泵；11-第一电池；12-第一电机；13-第一泵；131-第一推进剂入口；132-第一推进剂出口；2-第二电动泵；21-第二电池；22-第二电机；23-第二泵；231-第二推进剂入口；232-第二推进剂出口；3-燃烧室。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。采用电动泵装置的发动机能够通过控制电机转速实现火箭推力的宽范围、高精度、高动态调节，非常适合火箭的回收控制。此外，这种设计方案能够实现发动机主副系统解耦，简化泵装置设计，在安全性、可靠性上有较大提升。本公开提供了一种液体火箭电动泵装置，包括：第一电动泵和第二电动泵；第一电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第一推进剂增压送入燃烧室燃烧；以及第二电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第二推进剂增压送入燃烧室燃烧。第一推进剂可以为氧化剂，第二推进剂可以为火箭用燃料。采用高功率密度电能(例如高功率密度电池)作为驱动泵旋转的动力源，可通过电动泵装置的无级调速，实现液体火箭推力的快速连续调节，解决传统液体火箭推力不能连续调节、响应时间长的问题，电能动力代替传统燃气动力用于液体火箭推进剂供应系统，改善泵装置的工况，简化了泵装置的设计，提高了火箭的安全性和可靠性，同时采用电能取代燃气动力，实现发动机主副系统的解耦，对于泵装置设计更加简化，解决了传统火箭推进剂供应系统设计复杂、有效工作寿命短的问题。第一电动泵使用高功率密度电能作为动力源，将氧化剂在电动泵中增压后通过管路压送入燃烧室。第二电动泵使用高功率密度电能作为动力源，将燃料在第二电动泵中增压后通过管路压送入燃烧室。增压后的氧化剂和燃料在火箭燃烧室中充分混合燃烧为火箭提供推力。可选地，第一电动泵包括第一电池、第一电机和第一泵，第一电池与第一电机连接向第一电机提供电能，第一电机与第一泵传动连接；以及第二电动泵包括第二电池、第二电机和第二泵，第二电池与第二电机连接向第二电机提供电能，第二电机与第二泵传动连接。第一/二电池为高功率密度电池，可以为一组电池也可以为单个高功率密度电池，第一电池与第一电机电连接(例如通过电导线)为第一电机提供电能驱动第一电机旋转，第一电机与第一泵传动连接，例如第一电机输出轴通过花键与第一泵的输入轴连接，从而带动第一泵转动，高速转动的第一泵将第一推进剂(氧化剂)增压后从出口压出到管路中并进入燃烧室。第二电池与第二电机电连接(例如通过电导线)为第二电机提供电能驱动第二电机旋转，第二电机与第二泵传动连接，例如第二电机输出轴通过花键与第二泵的输入轴连接，从而带动第二泵转动，高速转动的第二泵将第二推进剂(燃料)增压后从出口压出到管路中并进入燃烧室。可选地，第一泵和第二泵可以共用同一套电池和电机，也即第一电池与第二电池为同一电池，第一电机与第二电机为同一电机。可选地，液体火箭电动泵装置还包括推力计算控制模块,第一电机和第二电机通过推力计算控制模块实现转速闭环控制。推力计算控制模块根据当前推力与预定推力的差值调节第一电机和第二电机的转速，控制进入燃烧室的第一推进剂和第二推进剂流量，从而调节火箭的推力。两个电机按照推力计算控制模块发出的信号指令转速进行旋转，可实现大范围、高精度、快响应的转速调节能力，有利于火箭变推力控制和回收控制。可选地，第一泵具有第一推进剂入口和第一推进剂出口，第一推进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体火箭电动泵装置，其特征在于，包括：第一电动泵和第二电动泵；/n所述第一电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第一推进剂增压送入燃烧室燃烧；以及/n所述第二电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第二推进剂增压送入燃烧室燃烧。/n

【技术特征摘要】
1.一种液体火箭电动泵装置，其特征在于，包括：第一电动泵和第二电动泵；
所述第一电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第一推进剂增压送入燃烧室燃烧；以及
所述第二电动泵使用电能作为动力源驱动泵的旋转，将第二推进剂增压送入燃烧室燃烧。


2.如权利要求1所述的液体火箭电动泵装置，其特征在于，
所述第一推进剂为氧化剂；以及
所述第二推进剂为燃料。


3.如权利要求2所述的液体火箭电动泵装置，其特征在于，
所述第一电动泵包括第一电池、第一电机和第一泵，所述第一电池与第一电机连接向第一电机提供电能，所述第一电机与第一泵传动连接。


4.如权利要求3所述的液体火箭电动泵装置，其特征在于，
所述第二电动泵包括第二电池、第二电机和第二泵，所述第二电池与第二电机连接向第二电机提供电能，所述第二电机与第二泵传动连接。


5.如权利要求4所述的液体火箭电动泵装置，其特征在于，还包括推力计算控制模块,所述第一电机和第二电机通过推力计算控制模块实现转速闭环控制。


6.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京深蓝航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11