[發明專利]一種液體火箭發動機的試車臺系統

在審

• 申請號: 202010699608.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111828202A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 杜江;羅庶;張召磊;向志堅;朱丹;楊躍;孫曉偉;查雄權;姚少君
• 申請（專利權）人: 航天科工火箭技術有限公司
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 鄧靜

本發明公開了一種液體火箭發動機的試車臺系統，包括：液氮增壓氣化組件，連接氮氣存儲組件；氮氣配氣組件包括燃燒劑增壓配氣板和氧化劑增壓配氣板；燃燒劑增壓配氣板連接在氮氣存儲組件與燃燒劑供應組件之間；燃燒劑供應組件包括增壓氣路、放壓氣路、燃燒劑貯箱和燃燒劑輸送管路；增壓氣路連接在燃燒劑貯箱與燃燒劑增壓配氣板之間；放壓氣路連接燃燒劑貯箱；燃燒劑輸送管路用于連接燃燒劑貯箱和液體火箭發動機；增壓氣路包括N路并聯的增壓支路，每一路增壓支路上串聯有控制閥和孔板，孔板用于調節氮氣的流量；放壓氣路包括M路并聯的放壓支路；上述試車臺系統能夠穩定控制推進劑的供應流量。

技術領域

本申請涉及液體火箭發動機技術領域，尤其涉及一種液體火箭發動機的試車臺系統。

背景技術

液體火箭發動機是火箭動力系統的重要組成部分，發動機在研制和交付的過程中需要進行各種冷態試驗和點火試車，其中發動機點火試車時考核發動機性能最重要的試驗，而試車臺是發動機點火試車的裝置。在試驗時試車臺需要給發動機穩定提供一定流量和一定壓力的氧化劑(如液氧，N₂O₄)和燃燒劑(如甲烷，氫氣等)，目前常用的方案是使用大量的氮氣對氧化劑貯箱和燃燒劑貯箱進行增壓，以向發動機供應氧化劑和燃燒劑。但目前應用于液體火箭的液氮試驗系統在控制氧化劑和燃燒劑的供給流量和壓力方面并不穩定，影響發動機地面試驗的準確性。

發明內容

本發明提供了一種液體火箭發動機的試車臺系統，以解決或者部分解決現有的液氮試驗系統無法在試車過程中穩定控制通向發動機的推進劑的流量和壓力的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種液體火箭發動機的試車臺系統，試車臺系統包括：液氮增壓氣化組件、氮氣存儲組件、氮氣配氣組件、燃燒劑供應組件和氧化劑供應組件；

液氮增壓氣化組件連接氮氣存儲組件；液氮增壓氣化組件用于將液氮增壓并氣化，氮氣存儲組件用于儲存氮氣；

氮氣配氣組件包括燃燒劑增壓配氣板和氧化劑增壓配氣板；燃燒劑增壓配氣板連接在氮氣存儲組件與燃燒劑供應組件之間；氧化劑增壓配氣板連接在氮氣存儲組件與氧化劑供應組件之間；

燃燒劑供應組件包括增壓氣路、放壓氣路、燃燒劑貯箱和燃燒劑輸送管路；增壓氣路連接在燃燒劑貯箱與燃燒劑增壓配氣板之間，用于向燃燒劑貯箱中充入氮氣；放壓氣路連接燃燒劑貯箱，用于釋放燃燒劑貯箱中的氮氣；燃燒劑輸送管路用于連接燃燒劑貯箱和液體火箭發動機；其中，增壓氣路包括N路并聯的增壓支路，每一路增壓支路上串聯有控制閥和孔板，孔板位于控制閥與燃燒劑貯箱之間，用于調節氮氣的流量，N≥2且為正整數；放壓氣路包括M路并聯的放壓支路，每一路放壓支路上設有放散閥，M≥2且為正整數。

可選的，第一增壓支路上的孔板的控制流量范圍占總氮氣流量的70％～80％；第二增壓支路上的孔板的控制流量范圍占總氮氣流量的20％～35％；第三增壓支路至第N增壓支路為備用支路，對應的孔板的控制流量范圍占總氮氣流量的10％～15％。

可選的，燃燒劑為液體甲烷，氧化劑為液態氧。

可選的，燃燒劑輸送管路從燃燒劑貯箱至液體火箭發動機的方向上依次串聯有應急閥、流量計、第一入口閥和第一過濾器；在第一過濾器與液體火箭發動機之間并聯有泵前泄出閥。

可選的，液氮增壓氣化組件包括液氮箱、增壓泵和液氮汽化器；增壓泵通過管路連接在液氮箱和液氮汽化器之間；在增壓泵與液氮汽化器之間的管路上設有第一單向閥和第二入口閥。

進一步的，增壓泵的出口壓力小于等于35MPa，出口液氮流量小于等于3.5m³/h。

進一步的，液氮汽化器的液氮汽化處理量小于等于1500Nm³/h。