一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机，包括起动箱，所述的起动箱上依次连接有气体发生器、燃气涡轮和推力室；燃气涡轮上还依次连接有煤油泵、过氧化氢二级泵和过氧化氢一级泵，气体发生器还与所述的过氧化氢二级泵相连；所述的过氧化氢二级泵的输入端还与所述的过氧化氢一级泵的输出端通过分流管相连；通过选取过氧化氢\煤油作为推进剂，实现了推进剂无毒环保，发动机依靠气体发生器中过氧化氢分解的高温富氧燃气作为初始能源，与煤油和过氧化氢在燃烧室中点火燃烧，代替了传统过氧化氢发动机的催化剂床，使得发动机的结构重量大幅降低，提高了发动机比冲性能高，解决了现有技术中发动机的比冲不高的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机


[0001]本专利技术属于液体火箭发动机领域，涉及一种发动机，具体是一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机。

技术介绍

[0002]目前液体推进系统及发动机广泛采用常规有毒推进剂，其生产、储存、运输和使用都比较复杂，维修、更换、检查、加注等过程中存在泄漏危及人员安全的风险，而且多数是一次性使用。采用无毒如液氧/烃、液氧/液氢等低温推进剂，在加注、多次起动、长期在轨使用、维护等方面比较复杂。
[0003]过氧化氢/煤油推进剂具有无毒、可贮存、密度比冲高、可重复使用好等突出优点，无毒、无污染、可贮存、全寿命周期使用维护可靠安全、长期在轨，被认为是最有希望的可重复使用火箭发动机。目常用的过氧化氢/煤油双组元发动机多采用燃气发生器循环，比冲性能偏低，且推力室采用催化点火方案的催化剂床结构尺寸大、重量大，也使得发动机推重比较低，工作寿命受催化剂床性能限制使得可重复使用能力差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机，以解决现有技术中发动机的比冲不高、尺寸大以及寿命短的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机，包括起动箱，所述的起动箱上依次连接有气体发生器、燃气涡轮和推力室；所述的燃气涡轮上还依次连接有煤油泵、过氧化氢二级泵和过氧化氢一级泵，所述的气体发生器还与所述的过氧化氢二级泵相连；所述的过氧化氢二级泵的输入端还与所述的过氧化氢一级泵的输出端通过分流管相连；
[0007]所述的推力室的顶部设置有喷注器，所述的推力室的侧壁上设置有冷却通道，所述的冷却通道与所述的过氧化氢一级泵相连，且所述的冷却通道与所述的过氧化氢一级泵之间设置有过氧化氢主阀；所述的煤油泵还与所述的推力室的顶部相连，且其它们之间设置有煤油主阀；
[0008]所述的起动箱和所述的气体发生器之间设置起动阀；所述的气体发生器与过氧化氢二级泵之间设置有流量调节阀和过氧化氢副阀；所述的煤油泵的进油管上设置有煤油隔离阀，所述的过氧化氢一级泵的进液管上设置有过氧化氢隔离阀。
[0009]本专利技术还包括以下技术特征：
[0010]所述的过氧化氢主阀与所述的过氧化氢一级泵之间设置有第一支路，所述的第一支路上设置有过氧化氢排放阀。
[0011]所述的过氧化氢主阀与所述的冷却通道之间设置有第二支路，所述的第二支路上设置有过氧化氢吹除阀。
[0012]所述的推力室的顶部还设置有第三支路，所述的第三支路上设置有煤油吹除阀。
[0013]所述的气体发生器和起动阀之间设置有第一节流圈；所述的过氧化氢二级泵和所述的过氧化氢副阀之间设置有第二节流圈；所述的煤油泵和所述的煤油主阀之间设置有第三节流圈，所述的过氧化氢一级泵和所述的过氧化氢主阀之间设置有第四节流圈。
[0014]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0015](1)本专利技术中通过选取过氧化氢\煤油作为推进剂，实现了推进剂无毒环保，此外，发动机依靠气体发生器中过氧化氢分解的高温富氧燃气作为初始能源，与煤油和过氧化氢在燃烧室中点火燃烧，代替了传统过氧化氢发动机的催化剂床，使得发动机的结构重量大幅降低，明显提高了发动机比冲性能高，解决了现有技术中发动机的比冲不高的技术问题。
[0016](2)本专利技术中的推力室中利用高温、高速的分解气体来强化液态推进剂的雾化、混合以及煤油和过氧化氢点燃，工作介质流体形式为液体
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气体
‑
液体，具有较高的燃烧性能和较宽的调节能力，实现了发动机推力的调节。
[0017](3)本专利技术中采用独立的起动箱，发动机起动过程中气体发生器工作所需推进剂由起动箱供应，在发动机工作过程中，由过氧化氢二级泵为起动箱补充推进剂，实现了发动机的多次起动，且起动迅速可靠，响应快，解决了现有技术中大尺寸的催化剂床寿命短的技术问题。
[0018](4)本专利技术的气体发生器将气体发生器中分解燃气分为两路，主路为燃气涡轮的多次起动的提供了推力室热源，支路用于贮箱增压气源，实现了大范围变推力目标，获得较优的主路推力室混合比、比冲等性能参数，提高了发动机大范围变比能力。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的结构示意图。
[0020]图中各个标号的含义为：1
‑
起动箱，2
‑
气体发生器，3
‑
燃气涡轮，4
‑
推力室，5
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煤油泵，6
‑
过氧化氢二级泵，7
‑
过氧化氢一级泵，8
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分流管，9
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过氧化氢主阀，10
‑
煤油主阀，11
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起动阀，12
‑
流量调节阀，13
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过氧化氢副阀，14
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第一支路，15
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过氧化氢排放阀，16
‑
第二支路，17
‑
过氧化氢吹除阀，18
‑
第三支路，19
‑
煤油吹除阀，20
‑
第一节流圈，21
‑
第二节流圈，22
‑
第三节流圈，23
‑
第四节流圈；
[0021]401
‑
喷注器，402
‑
冷却通道；
[0022]501
‑
进油管，502
‑
煤油隔离阀；
[0023]701
‑
进液管，702
‑
过氧化氢隔离阀。
[0024]以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，本专利技术中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
[0026]以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。
[0027]本专利技术给出了一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机，如图1所示，包括起动箱1，起动箱1上依次连接有气体发生器2、燃气涡轮3和推力室4；燃气涡轮3上还依次连接有煤油泵5、过氧化氢二级泵6和过氧化氢一级泵7，气体发生器2还与过氧化氢二级泵6相
连；过氧化氢二级泵6的输入端还与过氧化氢一级泵7的输出端通过分流管8相连；
[0028]推力室4的顶部设置有喷注器401，推力室4的侧壁上设置有冷却通道402，冷却通道402与过氧化氢一级泵7相连，且冷却通道402与过氧化氢一级泵7之间设置有过氧化氢主阀9；煤油泵5还与推力室4的顶部相连，且其它们之间设置有煤油主阀10；
[0029]起动箱1和气体发生器2之间设置起动阀11；气体发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用的无毒过氧化氢\煤油发动机，其特征在于，包括起动箱(1)，所述的起动箱(1)上依次连接有气体发生器(2)、燃气涡轮(3)和推力室(4)；所述的燃气涡轮(3)上还依次连接有煤油泵(5)、过氧化氢二级泵(6)和过氧化氢一级泵(7)，所述的气体发生器(2)还与所述的过氧化氢二级泵(6)相连；所述的过氧化氢二级泵(6)的输入端还与所述的过氧化氢一级泵(7)的输出端通过分流管(8)相连；所述的推力室(4)的顶部设置有喷注器(401)，所述的推力室(4)的侧壁上设置有冷却通道(402)，所述的冷却通道(402)与所述的过氧化氢一级泵(7)相连，且所述的冷却通道(402)与所述的过氧化氢一级泵(7)之间设置有过氧化氢主阀(9)；所述的煤油泵(5)还与所述的推力室(4)的顶部相连，且其它们之间设置有煤油主阀(10)；所述的起动箱(1)和所述的气体发生器(2)之间设置起动阀(11)；所述的气体发生器(2)与过氧化氢二级泵(6)之间设置有流量调节阀(12)和过氧化氢副阀(13)；所述的煤油泵(5)的进油管(501)上设置有煤油隔离阀(502)，所述的过氧化氢一级泵(7)的进液管(701)...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌前程，王春民，王化余，卞香港，张玫，李光熙，张蒙正，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：