一种变推力推进系统及控制方法技术方案

本发明专利技术适用于飞行器技术领域，提供了一种变推力推进系统，包括：高压气路通道、气路过滤器和控制测量系统，所述高压气路通道的一端连接高压气瓶的出口，所述高压气路通道的另一端穿过气路过滤器连接减压阀的入口。通过控制比例三通电动调节阀，可以调节轨控发动机、姿控发动机推进剂流量比例，进而调节供应发动机推进剂的流量大小，从而实现发动机变推力的调节，可以大大减少推进系统的重量和复杂性；通过控制测量系统包括信号采集模块、数据转换模块、数据处理模块以及控制模块，通过数据处理模块进行计算，生成对比例三通电动调节阀调节的数据，通过控制模块发送给比例三通电动调节阀的执行机构，从而实现阀门开度的调节。从而实现阀门开度的调节。从而实现阀门开度的调节。

【技术实现步骤摘要】
一种变推力推进系统及控制方法


[0001]本专利技术属于飞行器
，尤其涉及一种变推力推进系统及控制方法。

技术介绍

[0002]飞行器在轨飞行期间需要不停的做姿态调节和轨道调节，不同环境，不同调节需求的情况下所需的发动机工作推力不一样，因此为了满足不同推力的需求需要在飞行器上安装各种不同推力的发动机，来实现各种不同工况的飞行需求，而变推力推进系统能够实现少数发动机来完成不同工况的要求，在轨飞行器推进系统通常是由贮箱、发动机以及用于连通的管路所组成。通常情况下管路是固定的，发动机流阻也是调整好的，正常时发动机推进剂流量是固定的，推力也就相对固定。同时在进行变轨调姿的过程中，姿控发动机和轨控发动机通常不同时工作，即使是同时工作，姿控和轨控的推进剂流量比例也相对固定，在不同环境，不同需求的情况下对发动机工作推力要求也不一样，需要有多台发动机实现不同的推力，或者对每台发动机单独进行工况调节，实现单台发动机的变推力。这样发动机数量变多，或者变推力发动机数量多，系统重量增大，控制复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种变推力推进系统，旨在解决上述
技术介绍
中的问题。
[0004]本专利技术实施例是这样实现的，一种变推力推进系统，包括：高压气路通道、气路过滤器和控制测量系统；所述高压气路通道的一端连接高压气瓶的出口，所述高压气路通道的另一端穿过气路过滤器连接减压阀的入口，所述减压阀的出口连接低压气路通道的一端，所述低压气路通道的另一端连接贮箱本体的入口，所述低压气路通道并联有气路压力传感器和安全阀，所述贮箱本体的出口穿过液路过滤器连接主液路通道的一端，所述主液路通道的另一端与比例三通电动调节阀的入口连接，所述主液路通道并联液路压力传感器，所述比例三通电动调节阀的第一出口连接轨控液路通道的一端，所述轨控液路通道的另一端连接轨控发动机的入口，所述比例三通电动调节阀的第二出口连接姿控液路通道的一端，所述姿控液路通道的另一端连接姿控发动机的入口，所述比例三通电动调节阀上设有温度传感器，所述比例三通电动调节阀集成设置有流量传感器，所述控制测量系统分别与三通电动调节阀、气路压力传感器、以及液路压力传感器电连接，所所述三通电动调节阀内置流量传感器，所述控制测量系统用于采集气路压力传感器的气体压力参数、温度传感器的温度参数、液路压力传感器的液体的参数、流量传感器的流量参数以及控制比例三通电动调节阀的开度比例参数，所述控制测量系统用于根据所述压力参数、所述温度参数、所述流量的参数、以及所述开度比例参数控制发动机的推力。
[0005]进一步的，所述贮箱本体包括贮箱气腔和贮箱液腔，所述低压气路通道与贮箱气腔相通，所述主液路通道与贮箱液腔相通。
[0006]进一步的，所述气路压力传感器用于测量减压阀的出口气压，所述安全阀用于保证低压气路安全。
[0007]进一步的，所述姿控液路通道用于向姿控发动机输送推进剂。
[0008]进一步的，所述轨控液路通道用于向轨控发动机输送推进剂。
[0009]进一步的，所述控制测量系统包括信号采集模块、数据转换模块、数据处理模块以及控制模块；
[0010]所述信号采集模块用于采集系统中根据所述压力参数、所述温度参数、所述流量的参数、以及所述开度比例参数；
[0011]所述数据转换模块用于将采集到的所述压力参数、所述温度参数、所述流量的参数、以及所述开度比例参数转化成所述数据处理模块能够识别的目标数据；
[0012]所述数据处理模块用于根据所述目标数据，采用预设算法进行计算，生成用于对比例三通电动调节阀进行调节的控制数据；
[0013]所述控制模块用于将所述控制数据发送给比例三通电动调节阀的执行机构。
[0014]一种变推力推进系统的控制方法，应用于权利要求1至7任一项所述的变推力系统，所述控制方法包括以下步骤：
[0015]S1、首先拟合出所述三通电动调节阀的不同开度与不同推进剂流量的对应关系，并记录到所述控制测量系统中；
[0016]S2、根据所述轨控发动机及所述姿控发动机之间的额定工况下使用推进剂流量大小比例，利用所述控制测量系统控制比例三通电动调节阀调节到适配轨控发动机及姿控发动机额定工况下的推进剂流量大小比例，使得轨控发动机及姿控发动机都能在额定工况下工作；
[0017]S3、当轨控发动机需要变工况工作时，根据轨控发动机的使用工况确定所述轨控发动机的第一推进剂流量，根据所述第一推进剂流量以及所述对应关系，利用所述控制测量系统控制比例三通电动调节阀的开度比例，调节轨控液路通道的推进剂流量，满足轨控发动机变推力的需求；
[0018]S4、当姿控发动机需要变工况工作时，根据姿控发动机使用工况确定所述姿控发动机的第二推进剂流量，根据所述第二推进剂流量以及所述对应关系，利用控制测量系统控制比例三通电动调节阀的开度比例，调节姿控液路通道的推进剂流量，满足姿控发动机变推力的需求。
[0019]本专利技术所达到的有益效果，通过控制比例三通电动调节阀，可以调节轨控发动机、姿控发动机推进剂流量比例，进而调节供应发动机推进剂的流量大小，从而实现发动机变推力的调节，可以大大减少推进系统的重量和复杂性；通过控制测量系统包括信号采集模块、数据转换模块、数据处理模块以及控制模块，通过数据处理模块进行计算，生成对比例三通电动调节阀调节的数据，通过控制模块发送给比例三通电动调节阀的执行机构，从而实现阀门开度的调节。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种变推力推进系统的整体结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的一种变推力推进系统的控制测量系统结构示意图。
[0022]1、高压气瓶；2、气路过滤器；3、减压阀；4、气路压力传感器；5、安全阀；6、贮箱本体；61、贮箱气腔；62、贮箱液腔；7、液路过滤器；8、液路压力传感器；9、比例三通电动调节
阀；10、轨控发动机；11、姿控发动机；12、控制测量系统；121、信号采集模块；122、数据转换模块；123、数据处理模块；124、控制模块；13、高压气路通道；14、低压气路通道；15、主液路通道；16、轨控液路通道；17、姿控液路通道。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]实施例一
[0025]根据图1，一种变推力推进系统，包括：高压气路通道13、气路过滤器2和控制测量系统12；所述高压气路通道13的一端连接高压气瓶1的出口，所述高压气路通道13的另一端穿过气路过滤器2连接减压阀3的入口，所述减压阀3的出口连接低压气路通道14的一端，所述低压气路通道14的另一端连接贮箱本体6的入口，所述低压气路通道14并联有气路压力传感器4和安全阀5，所述贮箱本体6的出口穿过液路过滤器7连接主液路通道15的一端，所述主液路通道15的另一端与比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变推力推进系统，其特征在于，包括：高压气路通道(13)、气路过滤器(2)和控制测量系统(12)；所述高压气路通道(13)的一端连接高压气瓶(1)的出口，所述高压气路通道(13)的另一端穿过气路过滤器(2)连接减压阀(3)的入口，所述减压阀(3)的出口连接低压气路通道(14)的一端，所述低压气路通道(14)的另一端连接贮箱本体(6)的入口，所述低压气路通道(14)并联有气路压力传感器(4)和安全阀(5)，所述贮箱本体(6)的出口穿过液路过滤器(7)连接主液路通道(15)的一端，所述主液路通道(15)的另一端与比例三通电动调节阀(9)的入口连接，所述主液路通道(15)并联液路压力传感器(8)，所述比例三通电动调节阀(9)的第一出口连接轨控液路通道(16)的一端，所述轨控液路通道(16)的另一端连接轨控发动机(10)的入口，所述比例三通电动调节阀(9)的第二出口连接姿控液路通道(17)的一端，所述姿控液路通道(17)的另一端连接姿控发动机(11)的入口，所述比例三通电动调节阀(9)上设有温度传感器，所述比例三通电动调节阀(9)集成设置有流量传感器，所述控制测量系统(12)分别与三通电动调节阀(9)、气路压力传感器(4)、以及液路压力传感器(8)电连接，所述三通电动调节阀(9)内置流量传感器，所述控制测量系统(12)用于采集气路压力传感器(4)的气体压力参数、温度传感器的温度参数、液路压力传感器(8)的液体的参数、流量传感器的流量参数以及控制比例三通电动调节阀(9)的开度比例参数，所述控制测量系统用于根据所述压力参数、所述温度参数、所述流量的参数、以及所述开度比例参数控制发动机的推力。2.根据权利要求1所述的一种变推力推进系统，其特征在于，所述贮箱本体(6)包括贮箱气腔(61)和贮箱液腔(62)，所述低压气路通道(14)与贮箱气腔(61)相通，所述主液路通道(15)与贮箱液腔(62)相通。3.根据权利要求1所述的一种变推力推进系统，其特征在于，所述气路压力传感器(4)用于测量减压阀(3)的出口气压，所述安全阀(5)用于保证低压气路安全。4.根据权利要求1所述的一种变推力推进系统，其特征在于，所述姿控液路通道(17)用于向姿控发动机(11)输送推进剂。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：宁波天擎航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：