[發(fā)明專利]氣體回收式液體火箭POGO抑制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011188762.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112377329B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雪蛟;任楓;汪彬;李翔;王樹杰;臧輝;石玉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號(hào): F02K9/50
• 分類號(hào): F02K9/50;F02K9/56;F02K9/58;F02K9/60
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發(fā)明的氣體回收式液體火箭POGO抑制器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑入口與推進(jìn)劑輸送管之間，所述氣體回收式液體火箭POGO抑制器包括主體、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和火箭中央控制器；所述主體通過推進(jìn)劑輸送管與液體火箭的推進(jìn)劑貯箱連通；所述進(jìn)氣系統(tǒng)直接引用液體火箭增壓系統(tǒng)氣瓶的氣體輸出至所述主體；所述排氣系統(tǒng)直接將所述主體內(nèi)的氣體排入推進(jìn)劑貯箱氣枕；所述火箭中央控制器控制所述進(jìn)氣系統(tǒng)和所述排氣系統(tǒng)，使所述進(jìn)氣系統(tǒng)的氣體流量與所述排氣系統(tǒng)的氣體流量匹配，所述主體內(nèi)形成定容積氣腔。本發(fā)明的氣體回收式液體火箭POGO抑制器，解決現(xiàn)有金屬膜盒式POGO抑制器容積小、承載低、無法變能量工作的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體火箭POGO抑制器技術(shù)，具體涉及一種氣體回收式液體火箭POGO抑制器。

背景技術(shù)

POGO抑制器是大型液體運(yùn)載火箭抑制POGO效應(yīng)(即縱向耦合振動(dòng))的關(guān)鍵裝置。一般安裝于推進(jìn)劑輸送管與發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑入口之間，通過柔性氣體腔室，降低推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)的固有頻率，進(jìn)而使推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)的固有頻率與箭體結(jié)構(gòu)的固有頻率彼此遠(yuǎn)離，達(dá)到抑制火箭POGO效應(yīng)的作用，避免引起載荷受損、航天員不適、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)異常關(guān)機(jī)甚至箭體破壞等故障。

目前我國(guó)的液體運(yùn)載火箭POGO抑制器主要使用金屬膜盒實(shí)現(xiàn)氣液的柔性隔離。但金屬膜盒使用薄片焊接或成型工藝，生產(chǎn)過程復(fù)雜，抗振動(dòng)疲勞性差，承壓低，已無法滿足大容積、高承壓的POGO抑制器使用需求。且金屬膜盒式POGO抑制器通常為定能量型式，飛行過程中能量恒定，通常需針對(duì)某款火箭定制設(shè)計(jì)，產(chǎn)品通用性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氣體回收式液體火箭POGO抑制器，解決現(xiàn)有金屬膜盒式POGO抑制器容積小、承載低、無法變能量工作的問題。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種氣體回收式液體火箭POGO抑制器，安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑入口與推進(jìn)劑輸送管之間，所述氣體回收式液體火箭POGO抑制器包括主體、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和火箭中央控制器；所述主體通過推進(jìn)劑輸送管與液體火箭的推進(jìn)劑貯箱連通；所述進(jìn)氣系統(tǒng)直接引用液體火箭增壓系統(tǒng)氣瓶的氣體輸出至所述主體；所述排氣系統(tǒng)直接將所述主體內(nèi)的氣體排入推進(jìn)劑貯箱氣枕；所述火箭中央控制器控制所述進(jìn)氣系統(tǒng)和所述排氣系統(tǒng)，使所述進(jìn)氣系統(tǒng)的氣體流量與所述排氣系統(tǒng)的氣體流量匹配，所述主體內(nèi)形成定容積氣腔。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，所述排氣系統(tǒng)包括至少一液位管，所述液位管置于所述主體內(nèi)；所述液位管通過電磁閥與推進(jìn)劑貯箱氣枕相通，所述火箭中央控制器控制所述電磁閥通斷；所述液位管側(cè)壁上設(shè)有排氣孔。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，所述排氣系統(tǒng)包括兩個(gè)以上液位管，各液位管均通過一電磁閥與推進(jìn)劑貯箱氣枕相通；不同液位管的排氣孔安裝高度不同。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，所述排氣孔為沿軸向布置的陣列孔或沿軸向布置的腰形孔。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，由于火箭推進(jìn)劑液柱高度差及飛行過載，所述主體的氣腔壓力大于推進(jìn)劑貯箱氣枕壓力，使所述主體中氣體經(jīng)排氣孔排入推進(jìn)劑貯箱氣枕中，重新用于火箭增壓系統(tǒng)增壓使用；排氣孔的安裝高度決定所述主體內(nèi)氣液分界面高度位置，進(jìn)而決定所述主體中氣腔容積；保證排氣系統(tǒng)與進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)排氣流量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，使主體中氣腔容積維持恒定。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，當(dāng)所述主體中液腔壓力低于氣腔壓力時(shí)，氣液分界面下降，排氣孔位于主體的氣腔中排氣面積增大，排氣系統(tǒng)的排氣流量增大，使主體的氣腔壓力降低，與液腔壓力建立新的平衡，保持主體中氣腔容積穩(wěn)定；當(dāng)主體中液腔壓力高于氣腔壓力時(shí)，氣液分界面上升，排氣孔位于主體的氣腔中排氣面積減小，排氣系統(tǒng)的排氣流量降低，使主體的氣腔壓力升高，與液腔壓力建立新的平衡，保持主體中氣腔容積穩(wěn)定。

上述氣體回收式液體火箭POGO抑制器，其中，所述火箭中央控制器通過控制不同高度位置液位管工作先后次序，改變所述主體中氣腔容積。