[发明专利]燃气增压液体推进系统及其操作方法

说明书

本发明涉及液体空间推进领域内的一种燃气增压液体推进系统及其操作方法，包括依次连通的气瓶、电爆阀、减压阀、增压燃料贮箱、燃气发生器、推进剂贮箱以及发动机；气瓶中充入预定压力的气体，电爆阀电爆后气体通过减压阀减压后进入增压燃料贮箱，增压燃料贮箱内的推进剂在气体压力的挤压下进入燃气发生器内，燃气发生器内催化反应产生的高温燃气进入推进剂贮箱内并挤压推进剂贮箱内的推进剂进入发动机。本发明巧妙地结合了冷气挤压和燃气增压的优势，降低了气瓶压力，提高了预包装贮存的安全性，同时相比于差动贮箱式燃气增压系统和电动泵式燃气增压系统更加简单，相对可靠性更高。

技术领域

本发明涉及液体空间推进领域，具体地，涉及一种燃气增压液体推进系统及其操作方法。

背景技术

液体空间推进领域，恒压挤压式推进系统一般由气瓶、电爆阀、减压阀、推进剂贮箱、发动机及其连接管路等组成。系统接收到工作指令后电爆，气瓶内的高压气体经减压阀减压后进入推进剂贮箱，挤压贮箱内推进剂进入下游发动机，实现推力输出。常规的推进系统统结构简单、工作可靠，但是充气压力较高，一般在20～60MPa之间，对系统贮存安全性和可靠性带来一定的风险。同时，越来越多的推进系统空间尺寸要求小、重量要求轻，高压气瓶占用的系统体积较大，不利于系统小型化设计。

因此燃气增压系统应运而生，代替高压气瓶，从而减小包络尺寸和重量。现有的燃气增压系统主要有差动贮箱式燃气增压系统和电动泵式燃气增压系统。

经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN106574607A，公开了一种航天器推进系统(100)，包括至少一个静电推进器(101)，具有至少一个第一耗电器，电阻引擎(102)，用于供给推进剂流体的回路(104)，以及用于供电的回路(103)，所述回路(103)包括至少一个第一电源线路(131)和第一开关(114-1、114’-1、114”-1)，所述第一开关能够在连接所述第一电源线路(131)到电阻引擎(102)以及连接所述第一电源线路(131)到静电推进器(101)的所述第一耗电器之间选择。该系统采用电驱动，电路设计较为复杂，系统稳定性不佳。

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燃气增压液体推进系统及其操作方法。

根据本发明提供的一种燃气增压液体推进系统，包括气瓶、电爆阀、减压阀、增压燃料贮箱、燃气发生器、推进剂贮箱以及发动机；

所述气瓶、所述电爆阀、所述减压阀、所述增压燃料贮箱、所述燃气发生器、所述推进剂贮箱以及所述发动机通过管道依次连通；

所述气瓶中充入预定压力的气体，所述电爆阀电爆后气体通过所述减压阀减压后进入所述增压燃料贮箱，所述增压燃料贮箱内的推进剂在气体压力的挤压下进入所述燃气发生器内，所述燃气发生器内催化反应产生的高温燃气进入所述推进剂贮箱内并挤压所述推进剂贮箱内的推进剂进入所述发动机。

一些实施方式中，所述增压燃料贮箱内的压力稳定上升到预定值后，所述减压阀通过稳压锁闭功能使得燃气增压液体推进系统压力稳定在锁闭压力。

一些实施方式中，还包括限流孔板，所述限流孔板安装于所述减压阀与所述增压燃料贮箱之间，气体经所述减压阀后通过所述限流孔板缓慢进入所述增压燃料贮箱内。

一些实施方式中，还包括单向阀，所述单向阀安装于所述增压燃料贮箱与所述燃气发生器之间，气体经所述增压燃料贮箱后通过所述单向阀进入所述燃气发生器内，所述单向阀用于实现气、液路隔离。

一些实施方式中，所述气瓶封口采用焊接的方法进行密封。

一些实施方式中，所述发动机包括电磁阀和推力室，所述电磁阀根据命令进行开关动作，控制推进剂进入所述推力室内混合燃烧产生推动力。

本发明还提供了一种燃气增压液体推进系统的操作方法，包括采用所述的燃气增压液体推进系统，包括如下步骤：