[发明专利]一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统

说明书

本发明提供了一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统，包括低温燃料环状管路、低温氧化剂环状管路、低温隔热支架、低温姿态控制发动机、控制阀门组和节流孔板组；低温燃料环状管路和低温氧化剂环状管路均通过低温隔热支架与推进系统总装结构固定，低温姿态控制发动机的上方通过低温燃料控制阀与低温燃料环状管路连接，通过低温氧化剂控制阀与低温氧化剂环状管路连接，低温燃料环状管路和低温氧化剂环状管路的末端均设有分叉支路，分叉支路上设置控制阀门，控制阀门后串联了不同孔径的节流孔板。本发明供应管路系统，可以解决低温推进剂在管路输送过程漏热量大、低温姿态控制发动机入口条件控制、多工况条件下调节推进剂预冷消耗量的问题。

技术领域

本发明涉及液体火箭发动机技术领域，具体地，涉及一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统。

背景技术

随着航天科学技术的发展，载人登月、载人火星登陆等大型航天任务被提上议程，这对空间推进系统也提出了更高的要求。液氧/液氢、液氧/甲烷等低温推进剂组合由于比冲性能高、无毒无污染、具备原位资源利用潜力和成本低廉等特点，在运载火箭以及上面级上得到了广泛的应用。低温推进剂被认为是进入空间及轨道转移最经济、最高效的化学推进剂。针对姿态控制发动机或其机组，较小供应流量的低温推进剂在细长输送管路中会因热传导和外部辐照带来的热量而温度升高甚至汽化。因此，如何保障低温推进剂在姿态控制发动机入口处的状态是低温姿态控制发动机推进剂供应管路设计的重要内容。通过预冷排放来实现低温姿态控制发动机的入口推进剂条件是工程上常用的方法，但不同任务需求或者工况下，预冷消耗的推进剂量是不同的，能精确地调节低温姿态控制发动机或其机组的预冷消耗量，延长推进系统的使用寿命也是非常有意义的。

经过对现有技术的检索，申请公布号为CN 105298682 A的发明专利公开了一种航空发动机冷加力尾喷管，整流罩位于筒体内部，两者之间布置整流支板；纺锤体位于整流罩出口处，从动蜗杆与纺锤体固连，主动蜗杆与从动蜗杆相啮合，步进电机与主动蜗杆相连；液氮容器位于整流罩内部，液氮喷射管的液氮喷射口伸出整流罩并朝向筒体，液氮注入管的液氮注入口与筒体外部相连通；在筒体与整流罩之间设有加力火焰稳定器；在整流罩内部、从动蜗杆末端设有冷加力触发器，通过冷加力触发器控制液氮喷射动作。该发动机的冷却结构不能进行多工况预冷调节能力，无法推进系统的使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种低温姿态控制发动机推进剂供应管路系统，包括低温燃料环状管路、低温氧化剂环状管路、低温隔热支架、低温姿态控制发动机、控制阀门组和节流孔板组；所述低温燃料环状管路和低温氧化剂环状管路均通过低温隔热支架与推进系统总装结构连接固定，所述低温姿态控制发动机的上方通过低温燃料控制阀与所述低温燃料环状管路连接，通过低温氧化剂控制阀与所述低温氧化剂环状管路连接，所述低温燃料环状管路和低温氧化剂环状管路的末端均设有分叉支路，所述分叉支路上设置所述控制阀门组，所述控制阀门组后方串联了不同孔径的节流孔板组。低温燃料和低温氧化剂通过各自环状管路末端的节流孔板组进入预冷排放管路。用于在不同工况下开启或关闭不同的控制阀门，使得低温姿态控制发动机推进剂供应管路具有多工况预冷调节能力。

优选地，所述低温燃料环状管路和低温氧化剂环状管路的表面均采用泡沫材料和多层隔热材料进行包覆。

优选地，所述泡沫材料推荐采用聚氨酯泡沫或者气凝胶泡沫，所述多层隔热材料由高反射率材料和涤纶网交替层铺构成。采用泡沫材料和多层隔热材料进行低温推进剂环状管路热控包覆，可以极大的减少环境对低温推进剂输送管路的漏热，从而减少预冷排放以及维持发动机入口条件的推进剂消耗量。

优选地，低温隔热支架包括管路固定部和总装连接部，所述总装连接部的底部与所述推进系统总装结构连接固定，所述总装连接部的顶部设有与所述管路固定部形状配合的凹槽，所述管路固定部穿过环状管路后通过箍带固定在所述总装连接部顶部的凹槽中。