[發明專利]一種高壓強、大流量液氧煤油發動機等離子體點火裝置

有效

• 申請號: 201711471961.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108194943B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 王飛;王妍;賈桂友;狄江;李斌;鄭軍旗;韓先偉
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F23Q7/00
• 分類號: F23Q7/00;F23Q7/22
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發明涉及非自燃推進劑火箭發動機點火裝置，具體涉及一種高壓強、大流量液氧煤油發動機等離子體點火裝置。包括氣源、等離子體炬、電源模塊及控制單元；氣源的出口通過高壓電磁閥及供氣管路與等離子體炬的進氣口連通；控制單元包括驅動模塊及測控模塊；驅動模塊的輸出端通過電纜與等離子體炬的電信號輸入端連接，用于提供驅動等離子體炬的電信號；測控模塊與高壓電磁閥、驅動模塊及電源模塊連接，用于根據外部控制指令，控制高壓電磁閥和驅動模塊的開啟和關閉，并反饋電源模塊的溫度和驅動模塊的輸出電信號參數；電源模塊用于給電磁閥供電。

技術領域

本發明涉及非自燃推進劑火箭發動機點火裝置，具體涉及一種高壓強、大流量液氧煤油發動機等離子體點火裝置。

背景技術

目前，非自燃推進劑的點火裝置多為電爆管、點火劑、火花塞。電爆管和點火劑點火，安全性差、難實現多次啟動，普通火花塞點火能量低、點火可靠性一般的缺點。為實現非自燃推進劑火箭發動機的多次啟動，提高點火可靠性，等離子體點火技術是一種有效的途徑。但是常規等離子體點火器無法在高室壓條件下運行、集成度和自動化程度不高，在機載裝配性、便攜性、可靠性方面，存在缺點和不足。

發明內容

本發明的目的是克服現有點火技術在安全性、可重復使用性、便攜性方面的缺點和不足，提供一種高壓強、大流量液氧煤油發動機等離子體點火裝置。

本發明的技術解決方案是提供一種高壓強、大流量液氧煤油發動機等離子體點火裝置，其特殊之處在于：包括氣源、等離子體炬、電源模塊及控制單元；

上述氣源的出口通過高壓電磁閥及供氣管路與等離子體炬的進氣口連通；

上述控制單元包括驅動模塊及測控模塊；

上述驅動模塊的輸出端通過電纜與等離子體炬的電信號輸入端連接，用于提供驅動等離子體炬的電信號；

上述測控模塊與高壓電磁閥、驅動模塊及電源模塊連接，用于根據外部控制指令，控制高壓電磁閥和驅動模塊的開啟和關閉，并反饋電源模塊的溫度和驅動模塊的輸出電信號參數；

上述電源模塊用于給電磁閥供電。

優選地，為了實現等離子體炬在低功率工況下可靠啟動并較長時間穩定運行，上述等離子體炬包括殼體，及位于殼體內部的陰極、兩個陽極、氣旋器及絕緣陶瓷；

上述陽極與陰極為耐高溫、抗氧化材料；上述陰極陽極之間通過絕緣陶瓷絕緣，陰極陽極構成放電通道；

上述殼體外壁設有與發動機連接的接口；殼體上具有進氣口及電信號輸入端；上述電信號輸入端與陰極連接；上述進氣口上設有截流裝置。電極結構設計充分考慮了熱防護、脈沖觸發功率、低功率穩定放電措施。

優選地，兩個陽極分別位于殼體相對的內壁上，陽極、截流裝置、進氣口和殼體均為金屬材料，相互接觸，等電位。

優選地，上述驅動模塊包括直流高壓脈沖觸發器、主功率模塊、隔離模塊，上述直流高壓脈沖觸發器、主功率模塊通過隔離模塊與等離子體炬連接。隔離模塊用于保護主功率模塊，防止高壓脈沖損害主功率模塊。

優選地，為了能夠對氣瓶充氣，氣源出口還設有單向加注閥。

優選地，上述氣源為氣瓶，上述氣瓶為柱狀結構。

優選地，測控模塊通過測控電纜與外部控制指令發送單元連接，測控電纜為屏蔽電纜，電纜外部包覆有金屬屏蔽膜。

優選地，上述電源模塊為聚合物鋰電池，聚合物鋰電池內部集成溫度傳感器和電流傳感器。

優選地，上述供氣管路為通徑為3mm的常規高壓金屬管。

優選地，上述電纜為高壓電纜，高壓電纜耐壓20kV，包括芯線及絕緣層，芯線為1mm²的銅線，絕緣層為聚四氟乙烯材料。