【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火箭，特别是涉及一种增压输送系统、液体运载火箭及增压输送系统的控制方法。
技术介绍
1、随着新一代火箭的成功研制和飞行试验，增压输送系统技术取得了较大的进展，常温氦气增压、常温氦气加温增压、冷氦增压和冷氦加温增压等先进技术已经成功研制并应用。
2、在火箭运行过程中，液氧通过液氧输送管路从氧箱流出，最终作为氧化剂为火箭运行提供动力，在液氧输运的过程中，液氧输送管路不仅起到输送的作用，同时也起到分配的作用。液氧输送管路作为连接贮箱和发动机的重要单机，具有跨距长、管路走向复杂等特点。
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：采用氦气增压系统不仅会使制造成本显著提高，同时，氦气瓶的使用会增加整个系统的结构复杂程度，同时，还会增加火箭的整体重量，降低火箭的运载能力。且现有火箭多为单发动机火箭，其整体结构相对简单。而对于需要增设多台发动机组时，如在燃料箱中对应增设多条氧输送管则也会使得增压输送系统结构变得复杂，并导致火箭的整体重量变大，同时系统的整体稳定性也无法确保。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种增压输送系统、液体运载火箭及增压输送系统的控制方法，以解决现有技术中存在的增压输送系统结构复杂、重量大、成本高等问题至少之一。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种增压输送系统，用于液体运载火箭，包括液氧箱、燃料箱、发动机、液氧输送管路组件、燃料输送管路组件、液氧增压系统和燃料增压系统
3、所述液氧箱底部设有氧箱出口，所述液氧输送管路组件包括液氧输送主管、多通结构、液氧输送分支管；所述液氧输送主管穿设于所述燃料箱中，且所述液氧输送主管的两端分别和所述氧箱出口及所述多通结构的入口连接，所述液氧分支管的两端分别和所述多通结构的出口及所述发动机的入口连接；所述多通结构位于所述燃料箱外；
4、所述燃料输送管路组件包括燃料箱输送管，所述燃料箱输送管的两端分别和所述燃料箱的出口及所述发动机的入口连接；
5、所述液氧增压系统为开式氧自生增压系统，所述燃料增压系统为闭式富燃燃气增压系统。
6、进一步地，所述发动机的数量为3台以上，所述多通结构的出口数量、所述液氧分支管的数量及所述燃料箱输送管的数量均与所述发动机的数量对应设置。
7、进一步地，所述燃料箱设有贯穿的隧道管，所述液氧输送主管设于所述隧道管内；
8、所述液氧输送管路组件还包括氧主管补偿器、氧分支管补偿器及蓄压器；所述氧主管补偿器分别与氧箱出口及所述液氧输送主管连接；每个所述液氧输送分支管上分别设有一个所述氧分支管补偿器，所述氧分支管补偿器的两端分别和所述液氧输送分支管及所述多通结构的出口连接；所述蓄压器分别设在所述发动机的入口处，并与所述液氧输送分支管连接。
9、进一步地，所述燃料输送管路组件还包括燃料输送管补偿器，所述燃料输送管补偿器分别设在所述燃料箱输送管上。
10、进一步地，所述液氧输送管路组件还包括防漩防塌装置，所述防漩防塌装置设在所述氧箱出口处，并与所述氧主管补偿器连接。
11、进一步地，所述液氧增压系统包括液氧加温蒸发器、氧自生增压管路、氧箱消能器及氧箱保险阀；所述液氧加温蒸发器分别连接于所述发动机，且分别通过管路与所述氧自生增压管路连接；所述氧箱消能器设在所述液氧箱的气枕内，并与所述氧自生增压管路连接；所述氧箱保险阀设在所述液氧箱的外壁，并与所述液氧箱的气枕连通。
12、进一步地，所述燃料增压系统包括富燃燃气降温器、第一过滤器、增压控制组件、燃料箱消能器、燃料箱保险阀及燃料增压管路；所述富燃燃气降温器分别与所述发动机连接，并通过管路与所述燃料增压管路连接；所述燃料箱消能器设在所述燃料箱的气枕内，并与所述燃料增压管路连接；所述第一过滤器和所述增压控制组件串接在所述富燃燃气降温器和所述燃料箱消能器之间的所述燃料增压管路上，且所述第一过滤器靠近所述富燃燃气降温器一侧设置；所述燃料箱保险阀设在所述燃料箱的外壁，并与所述燃料箱的气枕连通。
13、进一步地，所述增压控制组件包括燃料箱压力传感器、燃料箱增压控制器及并接的4个控制阀单元；所述燃料箱压力传感器用于检测所述燃料箱的气枕内的压力，并将压力检测结果传递给所述燃料箱增压控制器，燃料箱控制器根据所述压力检测结果分别对4个所述控制阀单元进行控制；
14、所述4个控制阀单元分别是：
15、第一控制阀单元，包括串接的第一控制阀和第一孔板；
16、第二控制阀单元，包括串接的第二控制阀和第二孔板；
17、第三控制阀单元，包括串接的第三控制阀和第三孔板；
18、第四控制阀单元，包括串接的第四控制阀和第四孔板。
19、进一步地，所述增压输送系统还包括氦引射循环预冷系统，所述氦引射循环预冷系统包括氦引射组件和液氧回流管；所述液氧回流管的两端分别和所述液氧箱的后底及所述发动机连通；所述氦引射组件包括通过管路依次连接设置的氦气源、第二过滤器、减压阀、氦引射控制阀组、第七控制阀、地面插拔连接器及氦引射器；所述氦引射器与所述液氧回流管连通；所述氦引射控制阀组包括并接的第五控制阀和第六控制阀；所述第七控制阀设在所述氦引射器及所述发动机之间的所述液氧回流管上。
20、第二方面，本专利技术实施例提供了一种液体运载火箭，包括如上所述的增压输送系统。
21、第三方面，本专利技术实施例提供了一种增压输送系统的控制方法，所述增压输送系统包括：液氧箱、燃料箱、发动机、液氧输送管路组件、燃料输送管路组件、液氧增压系统和燃料增压系统；
22、所述液氧箱底部设有氧箱出口，所述液氧输送管路组件包括液氧输送主管、多通结构、液氧输送分支管；所述液氧输送主管穿设于所述燃料箱中，且所述液氧输送主管的两端分别和所述氧箱出口及所述多通结构的入口连接，所述液氧分支管的两端分别和所述多通结构的出口及所述发动机的入口连接；所述多通结构位于所述燃料箱外；
23、所述燃料输送管路组件包括燃料箱输送管，所述燃料箱输送管的两端分别和所述燃料箱的出口及所述发动机的入口连接；
24、所述液氧增压系统为开式氧自生增压系统，所述燃料增压系统为闭式富燃燃气增压系统；
25、所述液氧增压系统包括液氧加温蒸发器、氧自生增压管路、氧箱消能器及氧箱保险阀；所述液氧加温蒸发器分别连接于所述发动机，且分别通过管路与所述氧自生增压管路连接；所述氧箱消能器设在所述液氧箱的气枕内，并与所述氧自生增压管路连接；所述氧箱保险阀设在所述液氧箱的外壁，并与所述液氧箱的气枕连通；
26、所述增压输送系统的控制方法包括液氧增压系统控制逻辑：
27、s11、控制所述发动机点火；
28、s12、所述氧箱保险阀检测所述液氧箱的气枕压力，得到液氧箱气枕压力检测结果；
29、s13、判断实际飞行时间是否在预设飞行时间范围内，若否，则结束；
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1.一种增压输送系统，用于液体运载火箭，其特征在于，包括液氧箱(1)、燃料箱(2)、发动机(3)、液氧输送管路组件(4)、燃料输送管路组件(5)、液氧增压系统(6)和燃料增压系统(7)；
2.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述发动机(3)的数量为3台以上，所述多通结构(44)的出口数量、所述液氧分支管的数量及所述燃料箱输送管(52)的数量均与所述发动机(3)的数量对应设置；或者，所述燃料输送管路组件(5)还包括燃料输送管补偿器(51)，所述燃料输送管补偿器(51)分别设在所述燃料箱输送管(52)上。
3.如权利要求2所述的增压输送系统，其特征在于，所述燃料箱(2)设有贯穿的隧道管(21)，所述液氧输送主管(43)设于所述隧道管(21)内；
4.如权利要求3所述的增压输送系统，其特征在于，所述液氧输送管路组件(4)还包括防漩防塌装置(41)，所述防漩防塌装置(41)设在所述氧箱出口(11)处，并与所述氧主管补偿器(42)连接。
5.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述液氧增压系统(6)包括液氧加温蒸发器(61
6.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述燃料增压系统(7)包括富燃燃气降温器(71)、第一过滤器(73)、增压控制组件、燃料箱消能器(711)、燃料箱保险阀(710)及燃料增压管路(72)；所述富燃燃气降温器(71)分别与所述发动机(3)连接，并通过管路与所述燃料增压管路(72)连接；所述燃料箱消能器(711)设在所述燃料箱(2)的气枕内，并与所述燃料增压管路(72)连接；所述第一过滤器(73)和所述增压控制组件串接在所述富燃燃气降温器(71)和所述燃料箱消能器(711)之间的所述燃料增压管路(72)上，且所述第一过滤器(73)靠近所述富燃燃气降温器(71)一侧设置；所述燃料箱保险阀(710)设在所述燃料箱(2)的外壁，并与所述燃料箱(2)的气枕连通。
7.如权利要求6所述的增压输送系统，其特征在于，所述增压控制组件包括燃料箱压力传感器(79)、燃料箱增压控制器(78)及并接的4个控制阀单元；所述燃料箱压力传感器(79)用于检测所述燃料箱(2)的气枕内的压力，并将压力检测结果传递给所述燃料箱增压控制器(78)，燃料箱(2)控制器根据所述压力检测结果分别对4个所述控制阀单元进行控制；
8.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，还包括氦引射循环预冷系统(8)，所述氦引射循环预冷系统(8)包括氦引射组件和液氧回流管(86)；所述液氧回流管(86)的两端分别和所述液氧箱(1)的后底及所述发动机(3)连通；所述氦引射组件包括通过管路依次连接设置的氦气源(81)、第二过滤器(82)、减压阀(83)、氦引射控制阀组、第七控制阀(K7)、地面插拔连接器(84)及氦引射器(85)；所述氦引射器(85)与所述液氧回流管(86)连通；所述氦引射控制阀组包括并接的第五控制阀(K5)和第六控制阀(K6)；所述第七控制阀(K7)设在所述氦引射器(85)及所述发动机(3)之间的所述液氧回流管(86)上。
9.一种液体运载火箭，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的增压输送系统。
10.一种权利要求1所述的增压输送系统的控制方法，其特征在于，所述液氧增压系统(6)包括液氧加温蒸发器(61)、氧自生增压管路(62)、氧箱消能器(63)及氧箱保险阀(64)；所述液氧加温蒸发器(61)分别连接于所述发动机(3)，且分别通过管路与所述氧自生增压管路(62)连接；所述氧箱消能器(63)设在所述液氧箱(1)的气枕内，并与所述氧自生增压管路(62)连接；所述氧箱保险阀(64)设在所述液氧箱(1)的外壁，并与所述液氧箱(1)的气枕连通；
...【技术特征摘要】
1.一种增压输送系统，用于液体运载火箭，其特征在于，包括液氧箱(1)、燃料箱(2)、发动机(3)、液氧输送管路组件(4)、燃料输送管路组件(5)、液氧增压系统(6)和燃料增压系统(7)；
2.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述发动机(3)的数量为3台以上，所述多通结构(44)的出口数量、所述液氧分支管的数量及所述燃料箱输送管(52)的数量均与所述发动机(3)的数量对应设置；或者，所述燃料输送管路组件(5)还包括燃料输送管补偿器(51)，所述燃料输送管补偿器(51)分别设在所述燃料箱输送管(52)上。
3.如权利要求2所述的增压输送系统，其特征在于，所述燃料箱(2)设有贯穿的隧道管(21)，所述液氧输送主管(43)设于所述隧道管(21)内；
4.如权利要求3所述的增压输送系统，其特征在于，所述液氧输送管路组件(4)还包括防漩防塌装置(41)，所述防漩防塌装置(41)设在所述氧箱出口(11)处，并与所述氧主管补偿器(42)连接。
5.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述液氧增压系统(6)包括液氧加温蒸发器(61)、氧自生增压管路(62)、氧箱消能器(63)及氧箱保险阀(64)；所述液氧加温蒸发器(61)分别连接于所述发动机(3)，且分别通过管路与所述氧自生增压管路(62)连接；所述氧箱消能器(63)设在所述液氧箱(1)的气枕内，并与所述氧自生增压管路(62)连接；所述氧箱保险阀(64)设在所述液氧箱(1)的外壁，并与所述液氧箱(1)的气枕连通。
6.如权利要求1所述的增压输送系统，其特征在于，所述燃料增压系统(7)包括富燃燃气降温器(71)、第一过滤器(73)、增压控制组件、燃料箱消能器(711)、燃料箱保险阀(710)及燃料增压管路(72)；所述富燃燃气降温器(71)分别与所述发动机(3)连接，并通过管路与所述燃料增压管路(72)连接；所述燃料箱消能器(711)设在所述燃料箱(2)的气枕内，并与所述燃料增压管路(72)连接；所述第一过滤器(73)和所述增压控制组...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴华平，沈涌滨，
申请(专利权)人：北京天兵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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