一种推进剂姿轨控一体化推进系统及运载火箭技术方案

本实用新型专利技术公开了一种推进剂姿轨控一体化推进系统及运载火箭。该姿轨控一体化推进系统包括依次通过管路连接设置的增压单元、推进剂贮存单元、推进剂分配单元以及轨道控制发动机和姿态控制发动机。推进剂分配单元包括连接于推进剂贮存单元的主管路、轨控管路和姿控管路，轨控管路远离主管路的一端与轨道控制发动机连接，姿控管路远离主管路的一端与姿态控制发动机连接。其中姿控管路上设有液气置换装置，使经过姿控管路的液态推进剂被气化后供应至姿态控制发动机。本实用新型专利技术的姿轨控一体化推进系统及运载火箭通过设置于姿控供应管路上的液气置换装置，使进入姿态控制发动机内的推进剂呈气态，保证运载火箭的姿态控制发动机可靠工作。

【技术实现步骤摘要】
一种推进剂姿轨控一体化推进系统及运载火箭
本技术涉及液态火箭发动机
，具体涉及一种推进剂姿轨控一体化推进系统及运载火箭。
技术介绍
液体火箭发动机在管路充填推进剂的过程中及待机过程中，推进剂与管路系统存在较为显著的热交换，使推进剂部分气化，呈气液两相状态供应，不利于发动机可靠工作。这一问题在流量小、随机工作的姿态控制发动机中表现的尤为突出，制约着推进剂在姿轨控推进系统中的应用。因此，为了解决推进剂气液两相状态供应、不利于发动机可靠工作等问题，亟需一种可使发动机工作更稳定可靠的姿轨控推进系统。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本技术的一个方面提供了一种推进剂姿轨控一体化推进系统，通过优化推进剂供应方案，可以使轨道控制发动机以液态推进剂供应，姿态控制发动机以气态推进剂供应，有效的降低了上述问题对姿轨控发动机的影响，提高了发动机工作可靠性。本技术的一个方面提供了一种推进剂姿轨控一体化推进系统。一种推进剂姿轨控一体化推进系统包括依次通过管路连接设置的增压单元、推进剂贮存单元、推进剂分配单元以及发动机模块。其中，所述发动机模块包括轨道控制发动机和姿态控制发动机。所述推进剂分配单元包括连接于所述推进剂贮存单元的主管路、与所述主管路连接的轨控管路和姿控管路，所述轨控管路远离所述主管路的一端与所述轨道控制发动机连接，所述姿控管路远离所述主管路的一端与所述姿态控制发动机连接。其中所述姿控管路上设有液气置换装置，使经过所述姿控管路的液态推进剂被气化后供应至所述姿态控制发动机。所述液气置换装置用于将流经所述姿控管路的液态推进剂全部置换为气体后，供应至所述姿控管路。在一个实施例中，所述液气置换装置包括依次设置于所述姿控管路的流量调节器、蒸发器和气瓶，所述流量调节器的出口端连接所述蒸发器的入口端，所述蒸发器的出口端连接所述气瓶的入口端，所述气瓶的出口端连接所述姿态控制发动机。其中，在该实施例中，所述流量调节器用于自动调节进入到所述蒸发器内的推进剂的流量；所述蒸发器用于将液态推进剂转化为气态以进入所述气瓶。在一个实施例中，所述流量调节器配置为在气瓶内压力下降到一定程度后自动开启，且所述流量调节器开度可调，从而在所述气瓶内气体推进剂逐渐充满的过程中，所述流量调节器开度随着所述气瓶内压力逐渐升高逐渐减小至关闭。流经所述液气置换装置的流体由所述流量调节器自动调节进入所述蒸发器，所述蒸发器将所述流体全部气化后填充至所述气瓶，当所述气瓶被气体推进剂逐渐充满过程中，所述气瓶的压力逐渐升高，此时，所述流量调节器的开度将随着所述气瓶的压力逐渐升高逐渐减小至关闭。在一个实施例中，所述流量调节器内设有感应元件，用于感应所述气瓶的压力变化；所述感应元件在感应到所述气瓶压力逐渐降低到预先设定的特定值后，流量调节器自动开启，向所述蒸发器内推送液态推进剂；所述感应元件感应到所述气瓶内压力升高到预设的特定值后，流量调节器自动关闭。在一个实施例，所述气瓶配置为在初始状态时不充气，在系统增压过程中，所述气瓶自动充气。在上述实施例中，所述推进剂存储单元包括第一储箱和第二储箱，所述推进剂分配单元包括第一分配单元和第二分配单元，所述第一储箱与所述第一分配单元连接，所述第二储箱与所述第二分配单元连接；所述第一分配单元和所述第二分配单元之间并联设置，且分别用于向姿态控制发动机和轨道控制发动机供应燃料和氧化剂之一。在一个实施例中，所述第一分配单元包括与所述第一储箱连接的第一主管路、与所述第一主管路连接的第一轨控管路和第一姿控管路；所述第一分配单元通过所述第一主管路与所述第一储箱连接；所述第一分配单元用于将所述第一储箱内的推进剂分配至所述第一轨控管路和所述第一姿控管路。在一个实施例中，所述第二分配单元包括与所述第二储箱连接的第二主管路、与所述第二主管路连接的第二轨控管路和第二姿控管路。所述第二分配单元通过所述第二主管路与所述第二储箱连接，所述第二分配单元用于将所述第二储箱内的推进剂分配至所述第二轨控管路和所述第二姿控管路。在一个实施例中，所述第一姿控管路与所述姿态控制发动机入口连接，用于为所述姿态控制发动机提供液态燃料和液态氧化剂中的一种，所述第二姿控管路与所述姿态控制发动机的另一个入口连接，用于为所述姿态控制发动机提供液态燃料和液态氧化剂中的另一种。在一个实施例中，所述第一轨控管路与轨道控制发动机的入口连接，用于为轨道控制发动机提供液态燃料和液态氧化剂中的一种，所述第二轨控管路与轨道控制发动机的另一个入口连接，用于为所述轨道控制发动机提供液态燃料和液态氧化剂的另一种。本技术的另一个方面还提供了一种运载火箭，一种运载火箭包括如上所述实施例中所述的任一种推进剂姿轨控一体化推进系统。本技术的实施例提供的姿轨控一体化推进系统及运载火箭，通过在管路中设置液气置换装置，解决了推进剂气液两相状态供应时姿态控制发动机不能可靠工作的问题。在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例的姿轨控一体化推进系统的第一种整体示意图。图2是本技术实施例的液气置换装置示意图。图3是根据本技术实施例的姿轨控一体化推进系统的第二种整体示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。本技术的一个方面提供了一种姿轨控一体化推进系统及运载火箭。参见图1，一种姿轨控一体化推进系统包括依次通过管路连接设置的增压单元1、推进剂贮存单元2、推进剂分配单元3以及发动机模块4。发动机模块4包括轨道控制发动机41和姿态控制发动机42。其中，推进剂分配单元3包括连接于推进剂贮存单元2的主管路31、与主管路31连接的轨控管路32和姿控管路33，其中姿控管路33上设有液气置换装置300，使经过姿控管路33的液态推进剂被完全气化后供应至姿态控制发动机42。轨控管路32远离主管路31的一端与轨道控制发动机41连接，姿控管路33远离主管路31的一端与姿态控制发动机42连接。上述技术的实施例通过在姿控管路33设置液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温推进剂姿轨控一体化推进系统，其特征在于，包括：依次通过管路连接设置的增压单元、推进剂贮存单元、推进剂分配单元以及发动机模块；其中，所述发动机模块包括轨道控制发动机和姿态控制发动机；/n所述推进剂分配单元包括连接于所述推进剂贮存单元的主管路、与所述主管路连接的轨控管路和姿控管路，所述轨控管路远离所述主管路的一端与所述轨道控制发动机连接，所述姿控管路远离所述主管路的一端与所述姿态控制发动机连接；/n其中所述姿控管路上设有液气置换装置，使经过所述姿控管路的液态推进剂被气化后供应至所述姿态控制发动机。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温推进剂姿轨控一体化推进系统，其特征在于，包括：依次通过管路连接设置的增压单元、推进剂贮存单元、推进剂分配单元以及发动机模块；其中，所述发动机模块包括轨道控制发动机和姿态控制发动机；
所述推进剂分配单元包括连接于所述推进剂贮存单元的主管路、与所述主管路连接的轨控管路和姿控管路，所述轨控管路远离所述主管路的一端与所述轨道控制发动机连接，所述姿控管路远离所述主管路的一端与所述姿态控制发动机连接；
其中所述姿控管路上设有液气置换装置，使经过所述姿控管路的液态推进剂被气化后供应至所述姿态控制发动机。


2.根据权利要求1所述的姿轨控一体化推进系统，其特征在于，所述液气置换装置包括依次设置于所述姿控管路的流量调节器、蒸发器和气瓶，所述流量调节器的出口端连接所述蒸发器的入口端，所述蒸发器的出口端连接所述气瓶的入口端，所述气瓶的出口端连接所述姿态控制发动机；
其中，所述流量调节器用于自动调节进入到所述蒸发器内的推进剂的流量；所述蒸发器用于将液态推进剂转化为气态以进入所述气瓶。


3.根据权利要求2所述的姿轨控一体化推进系统，其特征在于，所述流量调节器配置为在气瓶内压力下降到一定程度后自动开启，且所述流量调节器开度可调，从而在所述气瓶内气体推进剂逐渐充满的过程中，所述流量调节器开度随着所述气瓶内压力逐渐升高逐渐减小至关闭。


4.根据权利要求3所述的姿轨控一体化推进系统，其特征在于，所述流量调节器内设有感应元件，用于感应所述气瓶的压力变化；所述感应元件在感应到所述气瓶压力逐渐降低到预先设定的特定值后，流量调节器自动开启，向所述蒸发器内推送液态推进剂；所述感应元件感应到所述气瓶内压力升高到预设的特定值后，流量调节器自动关闭。


5.根据权利要求2所述的姿轨控一体化推进系统，其特征在于，所述气瓶配置为在初始状态时不充气，在系统增压过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小平，李纯飞，宋会玲，龙春伟，王振旺，
申请(专利权)人：陕西蓝箭航天技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61