[发明专利]一种同压力源多路并联推进剂流量精确控制装置及方法

说明书

本发明提供一种同压力源多路并联推进剂流量精确控制装置及方法，解决现有推进剂供应系统采用多路汽蚀管进行流量控制，存在精度控制不足，并会造成系统振动过大的问题。该装置包括推进剂供应容器、主管道以及并联的主推进剂供应组件和N个辅推进剂供应组件；主管道进口接推进剂供应容器，主管道上设有开关阀和压力测量件；主推进剂供应组件包括第一管道和设在第一管道上的第一汽蚀管，第一管道进、出口分别接主管道出口和发动机的主推进剂入口；主推进剂入口压力大于发动机其余辅推进剂入口压力；辅推进剂供应组件包括辅支路管道及设在辅支路管道上的节流孔板和辅支路汽蚀管，辅支路管道进、出口分别接主管道出口和相对应的发动机辅推进剂入口。

技术领域

本发明涉及推进剂供应技术，具体涉及一种同压力源多路并联推进剂流量精确控制装置及方法。

背景技术

目前，挤压式推进剂供应系统主要采用节流孔板或文丘里汽蚀管进行流量控制。采用节流孔板进行推进剂流量供应是一种最为简单的流量控制方法，流量大小与节流孔板前后的压差成对应关系，但由于发动机燃烧过程的不稳定性造成孔板出口端压力波动，进而会导致孔板进出口压差的波动，影响流量供应精度。采用文丘里汽蚀管进行流量控制是目前最为有效的流量控制方式，当汽蚀管处于汽蚀状态后，挤压式推进剂供应系统的流量仅取决于汽蚀管入口压力，但该种控制方式必须保证汽蚀管出口压力Pe低于汽蚀管临界汽蚀压力Pc，且高于汽蚀管临界汽蚀压力Pc的80％，即0.8PcPePc。

以发动机试车采用三路燃料供应为例：发动机试验采用挤压式推进剂供应系统，推进剂由同一容器增压后分成三路进行供应，且三路推进剂流量、压力均为满足发动机燃烧所需特定值。目前所使用的汽蚀管其汽蚀压力Pc为系统入口压力Pi的90％，即：Pc＝0.9Pi，这就需要汽蚀管出口压力Pe波动范围为0.72PiPe0.9Pi。但在实际工作过程中，对于由同一容器供应的推进剂具有为同一压力源Pi，而三路推进剂汽蚀管出口压力Pe变化范围已经超出了0.72PiPe0.9Pi的要求，会造成系统振动过大，并严重影响脉动压力值。

发明内容

为了解决现有发动机试验挤压式推进剂供应系统，采用多路汽蚀管进行流量控制时，存在精度控制不足，并会造成系统振动过大的技术问题，本发明提供了一种同压力源多路并联推进剂流量精确控制装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种同压力源多路并联推进剂流量精确控制装置，其特殊之处在于：包括推进剂供应容器、主管道、主推进剂供应组件以及N个辅推进剂供应组件，N为大于等于1的整数；所述主推进剂供应组件及N个辅推进剂供应组件并联；

所述主管道的进口端接推进剂供应容器，主管道上沿输送方向依次设置有开关阀和主管道出口压力测量件；

所述主推进剂供应组件包括第一管道和设置在第一管道上的第一汽蚀管，第一管道的进口端接主管道的出口端，第一管道的出口端接发动机的主推进剂入口；主推进剂入口的压力大于发动机其余辅推进剂入口的压力；

所述辅推进剂供应组件包括辅支路管道及沿辅支路管道输送方向依次设置在辅支路管道上的节流孔板和辅支路汽蚀管，辅支路管道的进口端接主管道的出口端，辅支路管道的出口端接相对应的发动机辅推进剂入口；

所述第一汽蚀管的流通面积A₁、辅支路汽蚀管的流通面积A_x、节流孔板的流通面积A_xk分别满足以下条件：

式中，x＝2,3……(N+1)；

Q₁为第一管道流量设定值；

Q₂为辅支路管道流量设定值；

C为第一汽蚀管和辅支路汽蚀管的流量系数；