[发明专利]火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法

说明书

一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法，涉及航空航天技术领域。该火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，包括气瓶、气路截止阀、氧化剂贮箱、主动力系统和姿控动力系统；所述气瓶与所述氧化剂贮箱通过所述气路截止阀连通；所述主动力系统和所述姿控动力系统分别与所述氧化剂贮箱连通；所述主动力系统包括固体燃料。该火箭三级固液主动力与姿控一体化方法适用于火箭三级固液主动力与姿控一体化系统。本发明的目的在于提供一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的采用固体火箭发动机作为主动力发动机和采用液体火箭发动机作为姿控发动机而增加动力系统的总体复杂度和结构质量的技术问题。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法。

背景技术

航空航天领域的发展程度是衡量一个国家空间探索能力和判定综合国力是否强大的重要标准之一。火箭发动机是火箭的心脏，火箭发动机的设计水平决定了一个国家的航天科技水平。

火箭的三级主发动机主要在二级火箭关机的基础上进行工作，使所携带的有效载荷达到指定速度要求。现有火箭通常在主动力系统之外，额外设置姿控发动机组以实现火箭在飞行过程中的姿态调整控制；也即，姿控发动机的作用是根据火箭的飞行指令进行火箭姿态调整，使火箭和载荷的姿态满足要求。姿控发动机组要求具备多次启停、脉冲工作和推力调节的能力，固体火箭发动机无法胜任，因此目前主流采用液体火箭发动机作为姿控发动机。

现有火箭三级发动机主要采用固体火箭发动机作为主动力发动机，采用液体火箭发动机作为姿控发动机；由于二者的推进剂组合并不相同，需要给姿控发动机提供一套额外的氧化剂输送系统和燃料输送系统，增加了动力系统的总体复杂度和结构质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的采用固体火箭发动机作为主动力发动机和采用液体火箭发动机作为姿控发动机而增加动力系统的总体复杂度和结构质量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，包括气瓶、气路截止阀、氧化剂贮箱、主动力系统和姿控动力系统；

所述气瓶与所述氧化剂贮箱通过所述气路截止阀连通；

所述主动力系统和所述姿控动力系统分别与所述氧化剂贮箱连通；

所述主动力系统包括固体燃料。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统还包括电动泵系统；

所述氧化剂贮箱包括主动力系统氧化剂贮箱和姿控系统氧化剂贮箱；

所述气路截止阀、所述主动力系统氧化剂贮箱和所述电动泵系统依次连通；

所述主动力系统氧化剂贮箱通过所述电动泵系统分别连通所述主动力系统和所述姿控动力系统；

所述姿控系统氧化剂贮箱设置在所述电动泵系统与所述姿控动力系统之间。

在上述任一技术方案中，可选地，所述主动力系统还包括主动力燃烧室、主推力室催化床和主动力燃烧室喷管；

所述主动力燃烧室内设置有所述固体燃料；所述主推力室催化床与所述主动力燃烧室喷管通过所述主动力燃烧室连接；

所述主动力燃烧室通过所述主推力室催化床连接所述电动泵系统。

在上述任一技术方案中，可选地，所述姿控动力系统包括依次连接的姿控系统文氏管、姿控系统催化床和姿控系统推力室；

所述姿控系统氧化剂贮箱与所述姿控系统催化床通过所述姿控系统文氏管连接。