[发明专利]一种重复使用低温动力系统贮箱小气枕增压系统及方法

权利要求书

1.一种重复使用低温动力系统贮箱小气枕增压系统，其特征在于，包括地面增压系统、器上增压系统、自生增压系统和采集控制系统；

所述地面增压系统包括燃料箱地面增压气路和氧箱地面增压气路，两气路上分别安装有燃料箱地面增压单向阀(10)和氧箱地面增压单向阀(11)，用于在发动机点火前对燃料贮箱和液氧贮箱完成常温氦气地面增压；

所述器上增压系统包括增压氦气瓶(4)、燃料箱主增压电磁阀(6)、燃料箱辅增压电磁阀(7)、氧箱主增压电磁阀(8)和氧箱辅增压电磁阀(9)；所述增压氦气瓶(4)为器上增压的气源，分别通过燃料箱增压气路和氧箱增压气路为燃料贮箱(1)和液氧贮箱(2)增压；所述燃料箱主增压电磁阀(6)和燃料箱辅增压电磁阀(7)位于燃料箱增压气路上，分别控制燃料箱主增压气路和燃料箱辅增压气路的通断，燃料箱主增压电磁阀(6)的压力控制带为0.32MPa～0.37MPa，燃料箱辅增压电磁阀(7)的压力控制带为0.30MPa～0.35MPa，两路增压气体流量均为20g/s～25g/s氦气，两路电磁阀互为冗余；当燃料箱压力低于0.32MPa时液燃料箱主增压电磁阀(6)打开，当燃料贮箱压力高于0.37MPa时燃料箱主增压电磁阀(6)关闭，当主增压气路发生故障燃料箱压力下降至0.30MPa时燃料箱辅增压电磁阀(7)打开，当燃料贮箱压力高于0.35MPa时燃料箱辅增压电磁阀(7)关闭；

所述氧箱主增压电磁阀(8)和氧箱辅增压电磁阀(9)位于氧箱增压气路上，分别控制氧箱主增压气路和氧箱辅增压气路的通断；氧箱主增压电磁阀(8)的压力控制带为0.39MPa～0.42MPa，氧箱辅增压电磁阀(9)的压力控制带为0.38MPa～0.41MPa，两路增压气体流量均为20g/s～25g/s氦气，两路电磁阀互为冗余；当氧箱压力低于0.39MPa时氧箱主增压电磁阀(8)打开，当氧箱压力高于0.42MPa时氧箱主增压电磁阀(8)关闭，当主增压气路发生故障氧箱压力下降至0.38MPa时氧箱辅增压电磁阀(9)打开，当氧箱压力高于0.41MPa时氧箱辅增压电磁阀(9)关闭；

所述自生增压系统用于与器上增压系统在发动机启动初期共同实施对液氧贮箱(2)的增压，并在发动机启动稳定后独立对液氧贮箱(2)增压；

所述采集控制系统包括燃料箱压力传感器(13)、氧箱压力传感器(15)和增压控制器(20)，所述燃料箱压力传感器(13)和氧箱压力传感器(15)分别采集燃料贮箱(1)和液氧贮箱(2)的气枕压力并发送至增压控制器(20)，增压控制器(20)数据处理后根据燃料箱增压气路和氧箱增压气路上各电磁阀的压力控制带输出该电磁阀的控制指令，控制燃料箱增压气路和氧箱增压气路的通断。

2.根据权利要求1所述的重复使用低温动力系统贮箱小气枕增压系统，其特征在于，所述燃料箱地面增压气路用于将射前燃料贮箱气枕压力控制在0.40MPa～0.42MPa，确保燃料贮箱压力满足发动机点火启动过程中的入口压力要求；所述氧箱地面增压气路具有两种压力控制带：大流量增压压力控制带0.38MPa～0.395MPa和小流量增压压力控制带0.395MPa～0.4MPa；当箱压低于压力控制带下限时，燃料箱地面增压单向阀(10)/氧箱地面增压单向阀(11)打开，燃料箱地面增压气路/氧箱地面增压气路接通；当高于压力控制带上限时，燃料箱地面增压单向阀(10)/氧箱地面增压单向阀(11)关闭，燃料箱地面增压气路/氧箱地面增压气路断开；在压力控制带内时，燃料箱地面增压单向阀(10)/氧箱地面增压单向阀(11)维持上一状态，燃料箱地面增压持续至发动机点火前-4min结束，氧箱地面增压持续至发动机点火结束。

3.根据权利要求1所述的重复使用低温动力系统贮箱小气枕增压系统，其特征在于，所述自生增压系统包括自生增压管路上的液氧单向阀(17)、节流圈(18)和氧蒸发器(19)，自生增压管路接于液氧贮箱(2)的顶部，将液氧加热汽化后输送至液氧贮箱(2)。