[发明专利]一种多次起动火箭发动机及起动方法

说明书

本发明涉及航天推进技术领域，具体涉及一种多次起动火箭发动机及起动方法。多次起动火箭发动机采用从涡轮泵后端引出氧化剂和燃料，发生器点火燃烧产生一定压力的燃气驱动涡轮泵转动，实现火箭发动机的多次起动。其采用为燃气发生器泵送介质的方式实现涡轮泵的起动，其可实现火箭发动机的多次稳定起动，简化起动结构。

技术领域

本发明涉及航天推进技术领域，具体涉及一种多次起动火箭发动机及起动方法。

背景技术

泵压式火箭发动机在达到稳定工作状态前需要起动涡轮泵，使涡轮泵开始转动。一般发动机采用高压气吹动涡轮或者采用火药产生燃气，使涡轮泵开始旋转。这对于一次使用运载火箭而言不是问题，但是对于重复使用运载火箭而言，采用高压气起动器，其起动次数有限，无法实现多次重复起动。

例如，专利文献RU2545613C1公开了一种多次起动液体火箭发动机，其包括推力室、为推力室供给燃料和氧化剂的涡轮；发动机起动方式为，采用在气体容器内的高压气体起动涡轮。上述专利文献中，使用气瓶起动方式，由于气瓶压力下降或者每次充气工况不一致，造成起动状态有差别，起动不稳定，可能造成起动问题。另外对于重复使用运载火箭，使用火药起动必须设置多个火药起动器，其结构复杂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中火箭发动机多次起动不稳定以及起动结构复杂的技术缺陷，从而提供一种多次起动火箭发动机及机起动方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种多次起动火箭发动机，其包括，

推力室；

涡轮泵，其上具有涡轮泵燃料入口、涡轮泵燃料出口、涡轮泵氧化剂入口、涡轮泵氧化剂出口、涡轮泵燃气入口、以及涡轮泵排气口，其中所述涡轮泵燃料出口、所述涡轮泵氧化剂出口分别与所述推力室连通；

燃气发生器，具有发生器氧化剂入口、发生器燃料入口，以及发生器燃气出口，其中所述发生器燃气出口与所述涡轮泵燃气入口连通，通过向所述涡轮泵内提供燃气，驱动所述涡轮泵运转；

第一泵，其入口与所述涡轮泵氧化剂出口连通，其出口与所述发生器氧化剂入口连通，所述第一泵用于在所述涡轮泵运转前开启，向所述燃气发生器内提供氧化剂；

第二泵，其入口与所述涡轮泵燃料出口连通，其出口与所述发生器燃料入口连通，第二泵用于在所述涡轮泵运转前向所述燃气发生器内提供燃料。

所述轮泵氧化剂出口与所述推力室之间通过氧化剂出口管道连通；所述涡轮泵燃料出口与所述推力室之间通过燃料出口管道连通；所述第一泵，其入口与所述氧化剂出口管道连接；所述第二泵，其入口与所述燃料出口管道连接。

上述多次起动火箭发动机，还包括，氧化剂入口管道，其设于氧化剂箱与所述涡轮泵氧化剂入口之间；燃料入口管道，其设于燃料箱与所述涡轮泵燃料入口之间。

所述氧化剂出口管道和所述燃料出口管道上分别设有氧化剂主阀和燃料主阀。

所述涡轮泵包括同轴设置的主涡轮、氧化剂泵、燃料一级泵和燃料二级泵；所述主涡轮与所述燃气发生器连接；所述氧化剂泵分别与所述氧化剂入口管道和氧化剂出口管道连接；所述燃料一级泵与所述燃料入口管道连接；所述燃料二级泵分别与燃料一级泵和所述燃料出口管道连接。

进一步地，所述第一泵、所述第二泵均为电动泵，还包括驱动所述第一泵、所述第二泵工作的电机，以及为所述电机供电的起动电源。

上述多次起动火箭发动机，还包括，发电机，其与所述起动电源电连接，并为所述起动电源充电；所述发电机和所述涡轮泵的主轴传动连接。

进一步地，所述发电机的主轴同轴设有从动齿轮，所述从动齿轮通过传动齿轮或传动齿轮组与所述涡轮泵的主轴同轴设置的驱动齿轮连接。