[发明专利]一种高压强、大流量液氧煤油发动机等离子体点火装置

说明书

本发明涉及非自燃推进剂火箭发动机点火装置，具体涉及一种高压强、大流量液氧煤油发动机等离子体点火装置。包括气源、等离子体炬、电源模块及控制单元；气源的出口通过高压电磁阀及供气管路与等离子体炬的进气口连通；控制单元包括驱动模块及测控模块；驱动模块的输出端通过电缆与等离子体炬的电信号输入端连接，用于提供驱动等离子体炬的电信号；测控模块与高压电磁阀、驱动模块及电源模块连接，用于根据外部控制指令，控制高压电磁阀和驱动模块的开启和关闭，并反馈电源模块的温度和驱动模块的输出电信号参数；电源模块用于给电磁阀供电。

技术领域

本发明涉及非自燃推进剂火箭发动机点火装置，具体涉及一种高压强、大流量液氧煤油发动机等离子体点火装置。

背景技术

目前，非自燃推进剂的点火装置多为电爆管、点火剂、火花塞。电爆管和点火剂点火，安全性差、难实现多次启动，普通火花塞点火能量低、点火可靠性一般的缺点。为实现非自燃推进剂火箭发动机的多次启动，提高点火可靠性，等离子体点火技术是一种有效的途径。但是常规等离子体点火器无法在高室压条件下运行、集成度和自动化程度不高，在机载装配性、便携性、可靠性方面，存在缺点和不足。

发明内容

本发明的目的是克服现有点火技术在安全性、可重复使用性、便携性方面的缺点和不足，提供一种高压强、大流量液氧煤油发动机等离子体点火装置。

本发明的技术解决方案是提供一种高压强、大流量液氧煤油发动机等离子体点火装置，其特殊之处在于：包括气源、等离子体炬、电源模块及控制单元；

上述气源的出口通过高压电磁阀及供气管路与等离子体炬的进气口连通；

上述控制单元包括驱动模块及测控模块；

上述驱动模块的输出端通过电缆与等离子体炬的电信号输入端连接，用于提供驱动等离子体炬的电信号；

上述测控模块与高压电磁阀、驱动模块及电源模块连接，用于根据外部控制指令，控制高压电磁阀和驱动模块的开启和关闭，并反馈电源模块的温度和驱动模块的输出电信号参数；

上述电源模块用于给电磁阀供电。

优选地，为了实现等离子体炬在低功率工况下可靠启动并较长时间稳定运行，上述等离子体炬包括壳体，及位于壳体内部的阴极、两个阳极、气旋器及绝缘陶瓷；

上述阳极与阴极为耐高温、抗氧化材料；上述阴极阳极之间通过绝缘陶瓷绝缘，阴极阳极构成放电通道；

上述壳体外壁设有与发动机连接的接口；壳体上具有进气口及电信号输入端；上述电信号输入端与阴极连接；上述进气口上设有截流装置。电极结构设计充分考虑了热防护、脉冲触发功率、低功率稳定放电措施。

优选地，两个阳极分别位于壳体相对的内壁上，阳极、截流装置、进气口和壳体均为金属材料，相互接触，等电位。

优选地，上述驱动模块包括直流高压脉冲触发器、主功率模块、隔离模块，上述直流高压脉冲触发器、主功率模块通过隔离模块与等离子体炬连接。隔离模块用于保护主功率模块，防止高压脉冲损害主功率模块。

优选地，为了能够对气瓶充气，气源出口还设有单向加注阀。

优选地，上述气源为气瓶，上述气瓶为柱状结构。

优选地，测控模块通过测控电缆与外部控制指令发送单元连接，测控电缆为屏蔽电缆，电缆外部包覆有金属屏蔽膜。

优选地，上述电源模块为聚合物锂电池，聚合物锂电池内部集成温度传感器和电流传感器。

优选地，上述供气管路为通径为3mm的常规高压金属管。

优选地，上述电缆为高压电缆，高压电缆耐压20kV，包括芯线及绝缘层，芯线为1mm²的铜线，绝缘层为聚四氟乙烯材料。