[发明专利]轨控发动机地面试验用吹除系统

说明书

本发明提供了一种轨控发动机地面试验用吹除系统，从吹除气源到轨控发动机之间分别具有燃烧剂吹除管路、氧化剂吹除管路，并沿吹除气源输出气体流动的方向上，所述燃烧剂吹除管路上依次设置有第一控制阀、第一单向阀，所述氧化剂吹除管路上依次设置有第二控制阀、第二单向阀，本发明在吹除控制阀下游设置了双阀座单向流动控制阀，可确保吹除控制阀的阀芯不会因为轨控发动机的开机或关机压力峰而发生位置改变，吹除系统内氧、燃推进剂的隔离更安全、可靠。

技术领域

本发明涉及航天器推进技术领域，具体地，涉及一种轨控发动机地面试验用吹除系统。

背景技术

液体推进剂轨控发动机在关机后头腔内通常仍残留较多的液体推进剂，若不对残留推进剂进行吹除，则还会持续燃烧较长时间，可能烧蚀喷注器，危及发动机安全。因此，对轨控发动机进行吹除非常必要。

液体火箭轨控发动机在开机或关机时，通常会在燃烧室和推进剂管路内产生非常高的瞬时压力峰，极端情况下会对与轨控发动机连接的管路和阀门产生极大的冲击，可能出现密封失效、推进剂泄漏或者吹除控制阀开关状态异常改变等问题，而推进剂泄漏或流体控制阀状态异常改变将影响轨控发动机正常工作，产生非预期后果，严重时导致地面试验或飞行任务失败。因瞬时压力峰的破坏性强，难以消除，历来受到广泛关注。抑制甚至消除瞬时压力峰对轨控发动机及吹除系统的危害，对提高轨控发动机工作可靠性具有重要意义。

液体推进剂轨控发动机吹除系统未见公开报道。

目前常规的做法是：方案A，仅采用电磁阀或电磁气动阀作为吹除系统的控制阀；方案B，仅采用自锁阀作为吹除系统的控制阀。实际上，对于方案A，电磁阀或电磁气动阀存在被轨控发动机开关机时产生的瞬时压力峰反向顶开的可能，导致氧、燃推进剂在吹除阀上游混合，若是自燃推进剂，则会燃烧甚至爆炸。对于方案B，若轨控发动机开机时产生的瞬时压力峰太高，可能导致自锁阀的阀芯被瞬时压力峰冲开，由关位置变为开位置，难以从现象上及时发现并采取措施，导致吹除气体进入轨控发动机发生夹气燃烧，偏离额定工况工作而损坏产品。虽然可通过加严产品质量控制降低故障发生概率，但无法保证吹除阀在不该开的时候始终保持关闭，因此，方案B在可靠性要求特别高的场合仍然存在风险。

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轨控发动机地面试验用吹除系统。

根据本发明提供的一种轨控发动机地面试验用吹除系统，从吹除气源到轨控发动机之间分别具有燃烧剂吹除管路、氧化剂吹除管路并沿吹除气源输出气体流动的方向上：

所述燃烧剂吹除管路上依次设置有第一控制阀、第一单向阀，所述氧化剂吹除管路上依次设置有第二控制阀、第二单向阀。

优选地，还包括控制单元，所述控制单元与所述第一控制阀、第二控制阀信号连接；

所述控制单元能够根据所述吹除气源的压力分别调整所述第一控制阀、第二控制阀的开度进而匹配所述第一单向阀、第二单向阀的开启压力以及流量。

优选地，所述第一单向阀、第二单向阀均采用双阀座单向流动控制阀，所述双阀座单向流动控制阀包括控制阀壳体以及分别设置在所述控制阀壳体两端的进口端、出口端；

所述控制阀壳体的内部设置有隔段且所述隔段将控制阀壳体的内部分割为相互连通的第一腔室以及第二腔室，所述第一腔室的内部设置有第一芯体结构，所述第二腔室内部设置有第二芯体结构；

当所述进口端的气体压力达到设定压力时，进口端通过所述隔段上的通孔与出口端连通；

当所述进口端的气体压力低于设定压力时，进口端与第一腔室被第一芯体结构阻断，所述第一腔室与第二腔室被第二芯体结构阻断。

优选地，所述第一芯体结构包括第一弹簧以及第一阀芯，所述第二芯体结构包括第二弹簧以及第二阀芯；

所述第一腔室、第二腔室的内部分别设置有第一阀座、第二阀座；