[發明專利]采用插入式閥門的液氧與甲烷發動機及控制方法

有效

• 申請號: 201811268307.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109595097B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 程誠;周海清;李野;戴佳;林慶國;張志遠
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: F02K9/56
• 分類號: F02K9/56;F02K9/58;F02K9/95
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種采用插入式閥門的液氧與甲烷發動機，其特征在于，包括頭部本體、噴注器、推力室、液氧電磁閥、甲烷電磁閥和火花塞；

所述的噴注器安裝在所述的頭部本體下端面，所述的推力室安裝在所述的噴注器下端面，所述的液氧電磁閥、甲烷電磁閥分別通過螺釘插入式安裝在所述的頭部本體左側面、右側面，所述的火花塞通過螺紋安裝在所述的頭部本體上部；

所述的頭部本體與所述的液氧電磁閥構成液氧集液環，所述的頭部本體與所述的甲烷電磁閥構成甲烷集液環；

所述的頭部本體與所述的噴注器共同構成相互獨立的液氧流道和甲烷流道，所述的液氧流道上開設有液氧歧道，所述的甲烷流道上開設有甲烷歧道；

所述的火花塞的電極深入所述的頭部本體和噴注器的內部，并與所述的頭部本體和噴注器構成火炬室，所述的液氧歧道位于所述的電極上游，所述的甲烷歧道位于所述的電極下游；

所述的噴注器與所述的推力室構成燃燒室。

2.一種權利要求1所述的采用插入式閥門的液氧與甲烷發動機的控制方法，其特征在于，在發動機工作前和兩次工作的間隙，液氧和液甲烷分別經液氧進口管和甲烷進口管匯聚在所述的液氧集液環和甲烷集液環中，然后分別打開帶閥液氧出口管和帶閥甲烷出口管的閥門，低溫推進劑通過排放充分冷卻所述的頭部本體和噴注器，當實時監測的發動機頭部溫度達到設定值后，分別關閉所述的帶閥液氧出口管和帶閥甲烷出口管的閥門。

3.根據權利要求2所述的采用插入式閥門的液氧與甲烷發動機的控制方法，其特征在于，在發動機工作過程中，分別打開所述的液氧電磁閥和甲烷電磁閥，所述的液氧集液環中的液氧經所述的液氧流道絕大部分充填至所述的噴注器的噴注面板，小部分經所述的液氧歧道在所述的電極上游噴注進入所述的火炬室，并不斷蒸發、汽化；所述的甲烷集液環中的液甲烷經所述的甲烷流道絕大部分充填至所述的噴注器的噴注面板，小部分經所述的甲烷歧管在所述的電極下游噴注進入所述的火炬室；所述的電極側面環形間隙中流動的氧蒸汽被高壓電流電離，產生初始火焰核并向下游傳播，在所述的電極下游點燃經摻混的氧蒸汽和甲烷形成核心火焰，核心火焰在所述的火炬室中不斷地擴散形成點火火炬，點火火炬進入所述的燃燒室中點燃經所述的噴注器噴注、霧化、混合的液氧和甲烷，發動機點火工作；

其中，所述的頭部本體與所述的噴注器共同構成相互獨立的液氧流道和甲烷流道，所述的液氧流道上開設有液氧歧道，所述的甲烷流道上開設有甲烷歧道；

所述的火花塞的電極深入所述的頭部本體和噴注器的內部，并與所述的頭部本體和噴注器構成火炬室，所述的液氧歧道位于所述的電極上游，所述的甲烷歧道位于所述的電極下游。