[發(fā)明專利]一種無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711325740.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN109916632B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹艷輝;王曉東;李濤;王智剛;厲建新;劉加成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02;G05B19/042
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 李巨智

本發(fā)明涉及一種無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，落壓式液體推進(jìn)系統(tǒng)用于通過高壓氮?dú)鈱⒃贤ㄟ^原料輸送通道輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)；數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡；溫度控制設(shè)備用于根據(jù)接收的數(shù)據(jù)采集卡的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)信息，控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加熱或降溫；點(diǎn)火控制設(shè)備用于根據(jù)接收的數(shù)據(jù)采集卡的工控機(jī)控制命令，通過點(diǎn)火控制電磁閥控制發(fā)動(dòng)機(jī)原料輸送；數(shù)據(jù)采集卡用于將數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到工控機(jī)。本發(fā)明主要應(yīng)用于航空姿控液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)，具體功能包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、點(diǎn)火控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)熱試技術(shù)，具體地說是一種用于小型姿控發(fā)動(dòng)機(jī)熱試的無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代以來，航天技術(shù)受到各國(guó)的高度重視，航天技術(shù)不僅和國(guó)防科技、國(guó)防安全息息相關(guān)，更是對(duì)現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展最有影響力的科學(xué)技術(shù)之一。航天技術(shù)是人類歷史最復(fù)雜的工程之一，空間推進(jìn)技術(shù)是航天技術(shù)的重要組成部分。現(xiàn)有的空間推進(jìn)技術(shù)主要依靠化學(xué)能推進(jìn)，其中液體火箭推進(jìn)的一個(gè)重要分支是單組元液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

單組元液體發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于各種航天器的姿態(tài)控制，同時(shí)在魚雷、導(dǎo)彈等軍事武器中也有重要應(yīng)用。單組元液體發(fā)動(dòng)機(jī)采用單組元推進(jìn)劑作為燃料，多為微、小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，尤其采用落壓式控制系統(tǒng)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)和早期衛(wèi)星的冷氣系統(tǒng)一樣簡(jiǎn)單。近些年航天事業(yè)快速發(fā)展，對(duì)微、小單組元發(fā)動(dòng)機(jī)提出了新的要求：常溫下多次啟動(dòng)，長(zhǎng)脈沖穩(wěn)態(tài)和短脈沖瞬態(tài)工作，幾年甚至更久的長(zhǎng)壽命。現(xiàn)階段單組元發(fā)動(dòng)機(jī)燃料以肼類燃料為主，是各國(guó)研究的重點(diǎn)。

無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)的研究需要大量的試車試驗(yàn)，試驗(yàn)人員要在地面搭建完整的發(fā)動(dòng)機(jī)熱試系統(tǒng)，用來模擬實(shí)際飛行中的各種工況。現(xiàn)有試驗(yàn)控制系統(tǒng)存在如下問題：1、自動(dòng)化程度低，需要大量的人工干預(yù)。如發(fā)動(dòng)機(jī)加熱降溫均需要手動(dòng)開閉，試驗(yàn)中大量數(shù)據(jù)需要人工記錄；2、安全性不足。系統(tǒng)并未設(shè)置針對(duì)壓力、溫度等數(shù)據(jù)異常時(shí)的處理方案；3、數(shù)據(jù)處理功能不足，試驗(yàn)后作圖、比沖等指標(biāo)計(jì)算均需耗費(fèi)大量勞動(dòng)及時(shí)間成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種無水肼發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，

落壓式液體推進(jìn)系統(tǒng)，用于通過高壓氮?dú)鈱⒃贤ㄟ^原料輸送通道輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)；

數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡；

溫度控制設(shè)備，用于根據(jù)接收的數(shù)據(jù)采集卡的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)信息，控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加熱或降溫；

點(diǎn)火控制設(shè)備，用于根據(jù)接收的數(shù)據(jù)采集卡的工控機(jī)控制命令，通過點(diǎn)火控制電磁閥控制發(fā)動(dòng)機(jī)原料輸送；

數(shù)據(jù)采集卡，用于將數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到工控機(jī)，并接收工控機(jī)的控制命令后發(fā)送到溫度控制系統(tǒng)和點(diǎn)火控制系統(tǒng)；

工控機(jī)，接收并根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)信息對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，采集、分析、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，輸出點(diǎn)火控制指令和反饋控制命令。

所述落壓式液體推進(jìn)系統(tǒng)包括高壓氮?dú)庠础饪嘏_(tái)和工作罐；氣控臺(tái)一端與高壓氮?dú)庠聪噙B，另一端與工作罐頂端相連，工作罐底端通過原料輸送通道連接發(fā)動(dòng)機(jī)。

在所述原料輸送通道靠近發(fā)動(dòng)機(jī)一端設(shè)置點(diǎn)火控制電磁閥，控制原料輸送通道的通斷。

所述高壓氮?dú)庠床捎酶邏簹馄浚凰鰵饪嘏_(tái)由壓力表和若干手閥組成；所述工作罐采用耐腐蝕鈦合金。

所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)、真空計(jì)和信號(hào)調(diào)理模塊；