[發明專利]基于電動泵的燃氣增壓姿軌控推進系統

有效

• 申請號: 202010647652.X
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111946490B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 姜丹丹;任建軍;周明龍;潘振興;仲明;張舜禹
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: F02K9/50
• 分類號: F02K9/50;F02K9/56;F02K9/58
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于電動泵的燃氣增壓姿軌控推進系統，包括基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊、氧化劑貯箱、燃料貯箱、軌控發動機、姿控發動機、電爆閥；基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊分別與氧化劑貯箱的進口、燃料貯箱的進口相連；氧化劑貯箱出口經過電爆閥后分別與軌控發動機、姿控發動機相連；燃料貯箱出口經過電爆閥后分別與軌控發動機、姿控發動機相連。本發明姿軌控推進系統中所需的增壓氣體由基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊提供，系統在未工作前可實現常壓長期貯存，避免了高壓氣體長期貯存時存在的安全隱患及泄漏風險。

技術領域

本發明涉及航天姿軌控動力系統領域，具體地，涉及一種基于電動泵的燃氣增壓姿軌控推進系統。

背景技術

姿軌控動力系統航天器的重要分系統之一，為航天器在飛行過程中的姿態控制、軌道轉移、軌道保持、軌道修正、入軌、離軌和再入等提供控制力和控制力矩。

目前典型的姿軌控動力系統采用氣體恒壓擠壓式增壓系統，高壓氣體預先充填貯存在高壓氣瓶中，系統工作前通過電爆閥與下游隔離，電爆后高壓氣體經減壓閥以恒定的壓力為貯箱增壓，完成發動機的推進劑供應。為提高航天器的快速響應要求，減少產品使用前準備時間，提出航天器產品的長期貯存要求和預包裝要求，若采用目前的恒壓擠壓式增壓系統，高壓氣瓶預包裝存在帶壓貯存的安全風險，同時長期貯存(預包裝長期貯存17年，甚至27年的要求)也對系統高壓密封提出了嚴苛的要求。

為解決上述問題，提出燃氣增壓系統來代替高壓氣瓶為推進系統提供增壓氣體。但燃氣增壓系統中仍需要為燃氣發生器供應一定壓力的推進劑，仍需解決為推進劑進行增壓的問題。

專利文獻CN111120147A(申請號：201911284006.5)公開了一種多級液體燃氣增壓系統及其使用方法，屬于航天姿軌控動力系統領域，包括燃氣增壓模塊、燃氣填充模塊、發動機燃料貯箱；燃氣增壓模塊包括依次相連的啟動藥盒、壓力放大貯箱、第一流量控制器、第一燃氣發生器、單向閥；燃氣填充模塊包括中間燃料貯箱、中間流量控制器、中間燃氣發生器；系統開始運行時啟動藥盒電爆產生高壓氣體充入壓力放大貯箱的氣腔，液腔中的燃料流經第一流量控制器進入第一燃氣發生器內產生燃氣，部分通過單向閥流入壓力放大貯箱的氣腔中維持壓力，另一部分流入中間燃料貯箱中，燃氣填充模塊依次遞推，推動燃料向發動機燃料貯箱方向供給。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于電動泵的燃氣增壓姿軌控推進系統。

根據本發明提供的一種基于電動泵的燃氣增壓姿軌控推進系統，包括基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊、氧化劑貯箱、燃料貯箱、軌控發動機、姿控發動機、電爆閥；

基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊分別與氧化劑貯箱的進口、燃料貯箱的進口相連；

氧化劑貯箱出口經過電爆閥后分別與軌控發動機、姿控發動機相連；

燃料貯箱出口經過電爆閥后分別與軌控發動機、姿控發動機相連。

優選地，所述基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊包括啟動藥盒、推進劑貯箱、電爆閥、電動泵、泄壓閥、燃氣發生器、壓力傳感器；

啟動藥盒、推進劑貯箱、電爆閥及電動泵依次相連；

泄壓閥進口與電動泵出口連接，泄壓閥出口與電動泵進口連接；

所述的電動泵出口與燃氣發生器進口相連；

燃氣發生器出口設置有壓力傳感器。

優選地，所述基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊產生的燃氣為系統提供增壓氣體，通過壓力傳感器檢測燃氣壓力，進行壓力反饋，控制電動泵和燃氣發生器的開機及關機，實現系統壓力的閉環控制。

優選地，所述基于電動泵的燃氣發生器增壓模塊產生的燃氣通過管路與推進劑貯箱、氧化劑貯箱、燃料貯箱、軌控發動機電磁閥及姿控發動機電磁閥相連；