[发明专利]一种低温推进剂供给系统、方法及装置

说明书

本申请提供了一种低温推进剂供给系统、方法及装置，包括：氮气吹除系统、氧化剂供应系统、燃料供应系统及低压液氧冷却系统；氮气吹除系统，用于在实验前后对系统管路进行吹扫工作以及检测低温推进剂供给系统的气密性；在低温推进剂供给系统的气密性合格的情况下，氧化剂供应系统，用于向发动机推力室输送液氧；以及，燃料供应系统，用于向发动机推力室输送液甲烷；低压液氧冷却系统，用于冷却电磁阀(A15、B15)至发动机推力室之间的管路。本申请实施例能确保试验前达到所要求的预定温度，低压液氧冷却系统采用低压液氧冷却环境确保安全，能稳定调节推进剂输送量，简单可靠。

技术领域

本申请涉及火箭发动机试验技术领域，尤其是涉及一种低温推进剂供应系统、方法及装置。

背景技术

液体火箭发动机技术是一种相对于固体火箭发动机技术和固液混合火箭发动机技术来讲较为成熟的、应用范围更加广泛的技术，液体火箭发动机具有可重复启动、推力可调、比冲高、燃烧效率高等诸多优点，在航天事业中占有极其重要的位置。

过去，由于技术水平、经济水平等诸多方面的原因，在液体火箭发动机上应用了大量的有毒且有害环境的液体推进剂，比如甲基肼和四氧化二氮等。近年来，环境问题的日益严峻使得我们开始探索并寻找可替代的无毒高能推进剂，液氧和液甲烷的推进剂组合正受到越来越多的关注与研究，液氧和液甲烷推进剂的比冲高达360s，仅次于液氢和液氧的推进剂组合，但是密度比冲高于液氢液氧的推进剂组合，又没有煤油推进剂所面临的积碳结焦的问题，是未来推进剂选择中的一种极具优势的推进剂组合。

但是，由于液氧的温度在零下183摄氏度以下、液甲烷的温度零下161摄氏度以下，同属于低温推进剂，对于姿轨控这种小流量小推力火箭发动机的地面试验来说，低温是一个很大的问题，目前最为有效的解决方式是将发动机置于真空仓中进行，但是这种试验方法复杂且施行难度高。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种低温推进剂供应系统、方法及装置，能确保试验前达到所要求的预定温度，低压液氧冷却系统104采用低压液氧冷却环境确保安全，能稳定调节推进剂输送量，简单可靠。

第一方面，本申请实施例提供了一种低温推进剂供给系统，包括：氮气吹除系统、氧化剂供应系统、燃料供应系统及低压液氧冷却系统；

所述氮气吹除系统，用于在实验前后对系统管路进行吹扫工作以及检测所述低温推进剂供给系统的气密性；

在所述低温推进剂供给系统的气密性合格的情况下，所述氧化剂供应系统，用于向发动机推力室输送液氧；以及，所述燃料供应系统，用于向所述发动机推力室输送液甲烷；

所述低压液氧冷却系统，用于冷却电磁阀(A15、B15)至所述发动机推力室之间的管路，其中，一个所述电磁阀(A15)设置在所述氧化剂供应系统与所述低压液氧冷却系统之间的冷却管路的分段处，另一个所述电磁阀(B15)设置在所述燃料供应系统与所述低压液氧冷却系统之间的冷却管路的分段处。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述系统设置有预冷装置；

所述预冷装置，用于在所述氧化剂供应系统向发动机推力室输送液氧之前，冷却所述氧化剂供应系统中液氧进液端至所述发动机推力室之间的管路，以及在所述燃料供应系统，向所述发动机推力室输送液甲烷之前，冷却所述燃料供应系统中甲烷进液端至所述发动机推力系统之间的管路；

其中，所述液氧进液端是高压液氧贮箱的液氧出液端，所述甲烷进液端。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述氮气吹除系统设置有五路吹除管路，所述每一路吹除管路设置有独立的电磁阀(D01、D03、D05、D07、D09)，用于控制氮气的通断，并在每个所述电磁阀后设置有单向截止阀(D02、D04、D06、D08、D10)。