[發明專利]一種自修正推力肼推進裝置及其方法

有效

• 申請號: 201611062160.4
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108119259B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉加成;李濤;王曉東;王智剛;于炳軍;厲建新
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: F02K9/56
• 分類號: F02K9/56;F02K9/58;F02K9/60
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種自修正推力肼推進裝置及其方法，裝置包括順序連接的高壓氣瓶、減壓器、比例調節閥、推進劑儲罐、肼發動機、燃燒室壓力變送器、信號調理模塊；所述信號調理模塊與比例調節閥連接；方法包括高壓氣瓶輸出的氣體經減壓器減壓后，通過比例調節閥輸入至推進劑儲罐，推進劑儲罐內的推進劑被擠推進肼發動機內用于產生動能；燃燒室壓力變送器將檢測到的燃燒室壓力信號發送至信號調理模塊；信號調理模塊將燃燒室壓力信號進行調理后輸出控制電壓來控制比例調節閥。本發明結構簡單、穩定、精準。

技術領域

本發明涉及到航天領域中推進系統中的單組元肼推進系統及推進方法，準確的說是一種肼推進裝置與方法。

背景技術

在航空航天領域，肼推力系統廣泛用于衛星、運載火箭、飛船等飛行器的姿態軌道控制。隨著導彈精確制導，可返回式飛船，可回收火箭等新需求和高精度的要求，對肼推進裝置的要求也越來越嚴格。肼推進裝置的一般工作方式為，通過高壓惰性氣體擠推儲罐中的推進劑進入肼推力器，推進劑在肼推力器里通過催化分解，產生高溫高壓氣體，來實現推力功能，推力的大小與推進劑進入推力器的流量成正比。目前肼推進裝置中的推進劑傳輸方法有兩種，一種是落壓式推進劑傳輸，一種是恒壓式推進劑傳輸。

落壓式推進劑傳輸的原理是推進劑和擠推氣體放在同一個存儲裝置里，用軟性隔膜隔離開，這樣隨著推進劑傳輸到肼推力器而逐漸減少，擠推氣體壓力也會不斷變小，這樣就產生隨著推進劑的傳輸，其推進劑流量是隨著擠推氣體壓力減小而不斷減小的，對肼推力器所造成的影響就是推力不斷的變化。這樣它的缺點就顯而意見。

恒壓式式推進劑傳輸原理是擠推氣體存儲裝置與推進劑存儲裝置為2個獨立的裝置，擠推氣體存儲裝置通過減壓器可以為推進劑存儲裝置提供穩定的擠推壓力，這樣進入肼推力器的推進劑流量會比落壓式推進劑傳輸系統穩定，進而使推力器產生的推力也相對穩定。

但是由兩個因素影響了恒壓式推進劑傳輸系統的推進劑傳輸穩定性，其一，推力器的流阻并不是恒定定不變的，推力器內的催化劑為顆粒狀固體，隨著推力器的工作，催化劑會因填裝不均勻、損耗、燒結等原因使得其流阻不斷變化。因為擠推壓力恒定，這就造成了推進劑流量隨流阻的變化而變化，進而產生推力變化。

目前，為了增加肼推進裝置的推力精度一般采用以下辦法，一是提高推力器內肼催化劑的強度，減少破損，目前來說還沒有研制出使用過程中不破損的催化劑；二是采用推進劑直接流量控制的方法，比如泵吸式，泵吸式無法滿足小流量肼推進裝置。綜上所述，無法為推力器提供穩定的推進劑流量供給，這將直接導致整個推力系統無法提供精確地推力，進而影響火箭、飛船等的軌道控制精度。

針對以往肼推進裝置的不足，結合當下的技術新需求，一種自修正推力肼推進裝置與方法是非常必要的，可以提高整個肼推力裝置的推力精度，進而提高火箭、飛船、等的軌道控制精度。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供了一種肼推進裝置推力精度自修正的放法，利用“穩態”狀態下系統壓力為平衡狀態，得出系統壓力平衡方程，根據壓力平衡方程，調節比例調節閥的開度信號，又根據室壓推力關系，進而實現調節推力精度。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種自修正推力肼推進裝置，包括順序連接的高壓氣瓶、減壓器、比例調節閥、推進劑儲罐、肼發動機、燃燒室壓力變送器、信號調理模塊；所述信號調理模塊與比例調節閥連接；

高壓氣瓶的輸出管路上依次設有減壓器、比例調節閥、推進劑儲罐和肼發動機，肼發動機的燃燒室測壓管與燃燒室壓力變送器連接，燃燒室壓力變送器信號輸出端與信號調理模塊輸入端連接；信號調理模塊輸出端與控制比例調節閥控制端連接。