【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机测试，尤其涉及一种火箭循环回流过冷液氧加注系统及方法。
技术介绍
1、相比于常温推进剂，低温推进剂因其比冲高、无毒无污染等优势，已经广泛应用于新一代运载火箭。其中，液氧/液氢组合在比冲方面具有显著优势，成为未来远距离深空探测任务的首选，而液氧/液甲烷组合因其在成本上的显著优势，得到了商业航天领域的高度关注。然而低温推进剂沸点很低，在近饱和状态下极易受热蒸发，给发动机工作及推进系统热管理带来了诸多挑战。若采用过冷状态的低温推进剂，不仅能够有效改善低温推进剂蒸发问题，也有益于降低系统质量、提升发动机性能、延长在轨贮存时间。因此，低温推进剂过冷技术也称作致密化技术，具有重要应用价值，过冷液氧加注方式在运载火箭上得到了越来越多的应用。现有的过冷液氧加注包括部分过冷加注和全过冷加注两种方式，其中全过冷加注方式虽然对加注设备的要求更高，但其更加具有优势。
2、现有的全过冷液氧加注方式中，普遍采用“先过冷后加注”的工作方式，即液氧先在地面设置的中间储罐中进行过冷，等到火箭快要发射时再通过大流量加注方式将液氧从中间储罐转移到火箭氧箱中去。
3、在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
4、现有的“先过冷后加注”的加注方式，需要在液氧加注系统中额外配置中间储罐及相关配套设备，系统结构复杂、造价高；并且由于液氧需要在中间储罐中贮存较长时间，受外界热影响较大，所以液氧损耗较高。因此，如何简化现有过冷液氧加注系统的结构，并降低加注过程中的液氧损耗，是需要解决的问题。>
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种火箭循环回流过冷液氧加注系统及方法，用以简化过冷液氧加注系统的结构复杂、加注过程中液氧损耗高的问题。
2、为达上述目的，一方面，本专利技术实施例提供一种火箭循环回流过冷液氧加注系统，包括液氧加注管路、循环回流过冷管路、以及液氮管路；火箭氧箱底部设置有第一箭上加注阀，液氧加注管路的起始端与液氧槽车相连接，液氧加注管路的终止端通过第一液氧加注连接器与第一箭上加注阀相连接；火箭氧箱顶部设置有第二箭上加注阀，循环回流过冷管路的起始端与液氧加注管路相连接，循环回流过冷管路的终止端通过第二液氧加注连接器与第二箭上加注阀相连接；循环回流过冷管路中设置有液氧泵、以及液氧过冷器，液氧泵由电机驱动；液氮管路的起始端与液氮槽车相连接，液氮管路的终止端放空；循环回流过冷管路与液氧过冷器的管程相连通，液氮管路与液氧过冷器的壳程相连通。
3、另一方面，本专利技术实施例还提供一种火箭循环回流过冷液氧加注方法，包括：通过地面氮气气源，对液氧加注管路和循环回流过冷管路进行吹除；通过液氧槽车对液氧加注管路和循环回流过冷管路进行预冷，通过液氮槽车对液氮管路进行预冷；通过液氧加注管路对火箭氧箱进行液氧加注；将完成液氧加注的火箭氧箱与循环回流过冷管路连通；通过循环回流过冷管路和液氮管路，对火箭氧箱内的液氧进行循环回流过冷。
4、上述技术方案具有如下有益效果：
5、本专利技术实施例中，无需配备中间储罐及其配套设备，通过设置带有液氧泵的循环回流过冷管路，来对火箭氧箱内的液氧进行过冷，从而实现了“先加注后过冷”的加注方式，从而简化了过冷液氧加注系统的结构，并由于缩短了液氧在火箭箭体外的储存时间，减少了液氧损耗量。
6、此外，本专利技术实施例还具备以下特点：
7、1)、通过在每条过冷支路中串联两个相同的液氧过冷器，能够更好地保证过冷回流液氧的温度；通过并联两条过冷支路，能够更好地满足过冷回流液氧的流量。
8、2)、本专利技术实施例的过冷液氧加注系统中零部件种类少，无需像现有技术一样配置众多不同类别的专用部件，提高了该液氧加注系统的零件通用性，从而降低了加工成本。
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1.一种火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，包括液氧加注管路(100)、循环回流过冷管路(200)、以及液氮管路(300)；
2.如权利要求1所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，还包括液氧加注控制器(78)；所述循环回流过冷管路(200)中设置有回流流量计(74)，所述火箭氧箱(40)上设置有氧箱液氧温度传感器(77)；所述液氧加注控制器(78)与所述电机(76)电连接，所述液氧加注控制器(78)与所述氧箱液氧温度传感器(77)电连接；所述液氧加注控制器(78)与所述回流流量计(74)电连接。
3.如权利要求2所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，所述循环回流过冷管路(200)中还设置有过冷温度传感器(72)；所述液氮管路(300)中还设置有液氮流量调节阀(57)，所述液氮流量调节阀(57)位于所述液氧过冷器(53)与所述液氮槽车(54)之间；所述液氧加注控制器(78)分别与所述过冷温度传感器(72)和所述液氮流量调节阀(57)电连接。
4.如权利要求3所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，所述液氧槽车(1
5.如权利要求4所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，还包括地面氮气气源(9)；每一条所述槽车供氧支路(110)均与所述地面氮气气源(9)相连接。
6.如权利要求5所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，所述循环回流过冷管路(200)中包括并联设置的两条过冷支路(210)；每条所述过冷支路(210)中串联有两台所述液氧过冷器(53)。
7.一种火箭循环回流过冷液氧加注方法，采用如权利要求1所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的火箭循环回流过冷液氧加注方法，其特征在于，所述通过所述液氧加注管路(100)对火箭氧箱(40)进行液氧加注，具体包括：
9.如权利要求8所述的火箭循环回流过冷液氧加注方法，其特征在于，所述通过所述循环回流过冷管路(200)和所述液氮管路(300)，对所述火箭氧箱(40)内的液氧进行循环回流过冷，具体包括：
10.如权利要求9所述的火箭循环回流过冷液氧加注方法，其特征在于，所述火箭循环回流过冷液氧加注系统还包括液氧加注控制器(78)，所述循环回流过冷管路(200)中设置有回流流量计(74)，所述火箭氧箱(40)上设置有氧箱液氧温度传感器(77)；所述循环回流过冷管路(200)中还设置有过冷温度传感器(72)，所述液氮管路(300)中还设置有液氮流量调节阀(57)；
...【技术特征摘要】
1.一种火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，包括液氧加注管路(100)、循环回流过冷管路(200)、以及液氮管路(300)；
2.如权利要求1所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，还包括液氧加注控制器(78)；所述循环回流过冷管路(200)中设置有回流流量计(74)，所述火箭氧箱(40)上设置有氧箱液氧温度传感器(77)；所述液氧加注控制器(78)与所述电机(76)电连接，所述液氧加注控制器(78)与所述氧箱液氧温度传感器(77)电连接；所述液氧加注控制器(78)与所述回流流量计(74)电连接。
3.如权利要求2所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，所述循环回流过冷管路(200)中还设置有过冷温度传感器(72)；所述液氮管路(300)中还设置有液氮流量调节阀(57)，所述液氮流量调节阀(57)位于所述液氧过冷器(53)与所述液氮槽车(54)之间；所述液氧加注控制器(78)分别与所述过冷温度传感器(72)和所述液氮流量调节阀(57)电连接。
4.如权利要求3所述的火箭循环回流过冷液氧加注系统，其特征在于，所述液氧槽车(1)共六辆，六辆所述液氧槽车(1)划分在三个并联的供氧单元中；每个所述供氧单元包括并联设置的两条槽车供氧支路(110)；每条所述槽车供氧支路(110)中包括一辆所述液氧槽车(1)。
5.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴华平，田伟枫，刘兴隆，沈涌滨，
申请(专利权)人：江苏天兵航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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