[发明专利]一种适用于高超声速飞行器发动机的高压氢气供应系统

说明书

本发明公开了一种适用于高超声速飞行器发动机的高压氢气供应系统，包括高压氢气瓶、主供应单元、动力系统供应单元以及润滑系统供应单元；主供应单元输入端与高压氢气瓶连通，主供应单元输出端分别与动力系统供应单元和润滑系统供应单元连通；主供应单元包括主管道，以及沿着氢气流向依次设置在主管路上的高压氢充放气阀、电爆阀、氮气充气阀以及氢气减压阀；动力系统供应单元包括第一管道、氢气分流器以及两条分支管道；润滑系统供应单元包括第二管道、滑油贮箱、滑油管道、滑油加注泄出阀、滑油电磁阀以及滑油孔板；本发明实现了对高超声速飞行器供应氢气作为燃料，同时利用高压氢气作为动力挤压滑油供应发动机，提高了系统紧凑度和可靠度。

技术领域

本发明涉及发动机燃料供应技术领域，特别涉及一种适用于高超声速飞行器发动机的高压氢气供应系统。

背景技术

在高超声速飞行器推进剂选取中，氢气作为推进剂具有高比冲但供应控制难度大，其供应系统是高超声速飞行器成败的关键。

作为高超声速飞行器发动机的关键系统之一，此供应系统应具备功能如下：一是按发动机所需的工作介质流量、压力需求，向其供应氢气；二是向涡轮机轴系冷却通道供应滑油，确保转子系统可靠稳定工作。

现有高超声速飞行器发动机使用常温或低温的液体燃料，因此现有常温或低温的液体燃料的供应系统不能适用于以高压氢气作为燃料的高超声速飞行器使用。

同时，目前市场上所采用的高压氢气供应系统多应用于工业制氢和氢能源汽车。由于工业制氢系统为地面大型设备，其规模和质量并不适用于高超声速飞行器。而氢能源汽车中氢气供应系统流量仅为几克每秒，高超声速飞行器所需氢气流量为千克量级，因此目前市场上所采用的高压氢气供应系统无法适用于高超声速飞行器发动机。

发明内容

本发明的目的是针对现有高压氢气供应系统无法满足高超声速飞行器对高压氢气供应的需求，从而提出了一种适用于高超声速飞行器发动机的高压氢气供应系统。

本发明的具体技术方案是：

提供了一种适用于高超声速飞行器发动机的高压氢气供应系统，包括高压氢气瓶、主供应单元、动力系统供应单元以及润滑系统供应单元；

主供应单元输入端与高压氢气瓶连通，主供应单元输出端分别与动力系统供应单元和润滑系统供应单元连通；

主供应单元包括主管道，以及沿着氢气流向依次设置在主管路上的高压氢充放气阀、电爆阀、氮气充气阀以及氢气减压阀；

动力系统供应单元包括第一管道、氢气分流器以及至少两条分支管道；第一管道的输入端与主管道的输出端连通，第一管道的输出端与氢气分流器的输入端连通，氢气分流器具有多个输出端，并分别与至少两条分支管道连通；

其中，每条分支管道上均设置有氢气孔板，且有一条分支管道上设置氢气电磁阀，通过矩形脉冲信号控制氢气电磁阀高速开关，通过统计阀门开启关闭时间比例，实现氢气流量的调节；

润滑系统供应单元包括第二管道、滑油贮箱、滑油管道、滑油加注泄出阀、滑油电磁阀以及滑油孔板；

第二管道的输入端与主管道的输出端连通，第二管道的输出端与滑油贮箱的输入端连接，滑油贮箱的输出端与滑油管道连接；

滑油管道上沿着滑油流向依次设置滑油加注泄出阀、滑油电磁阀以及滑油孔板。

进一步地，上述高压氢充放气阀为四接口单向阀结构，包括与地面氢气加注设备连接的第一接口、与高压氢气瓶连接的第二接口、与远程控制端连接的第三接口、与氢气放气引气装置连接的第四接口；

通过第一、第二接口实现对高压氢气瓶进行充气，通过第三、第四接口实现高压氢气瓶远程放气。