[发明专利]一种轻质模块化液体姿轨控发动机

说明书

本发明公开了一种轻质模块化液体姿轨控发动机，包括壳体、燃烧室、喷注器、耐高温密封垫、轴承、推进剂进口接头、密封球面、密封圈和轴式电磁阀。本发明通过对发动机进行轻质模块化设计，采用轴式电磁阀及旋转滑动式喷注器结构，在基本不增加动力系统重量及布局空间的基础上，实现了各发动机喷注器之间功能互换的工作模式，提高了发动机模块的冗余及可靠性。本发明在一定的条件下甚至可以减少发动机模块中的喷注器数量，降低各发动机的布局空间及重量。

技术领域

本发明涉及一种轻质模块化液体姿轨控发动机，主要用于航空航天等领域的姿态及轨道控制。

背景技术

液体姿轨控发动机在航空航天领域中主要用于飞行器的姿态、轨道控制。由于其所属的动力系统属于上面级应用产品，在设计过程中对液体姿轨控发动机的布局空间、质量具有更苛刻的要求，可进行冗余设计的裕度较小。

传统液体火箭发动机均采用燃烧室与喷注器一一固定对应的结构模式，当出现问题时，则该发动机无法再继续正常工作，只能通过其余冗余备份发动机进行替代工作；若无备份发动机的情况下则会给系统飞行带来极大的失败风险。

另外一方面，采用备份设计的冗余模式对于具有多个发动机的液体姿控动力系统而言，极大地增加了动力系统的重量及成本，且不利于系统小型化。

发明内容

本发明旨在设计一种轻质模块化液体姿轨控发动机，适应及满足相关姿轨控动力系统在布局空间及重量上的要求，提高发动机设计冗余及工作可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轻质模块化液体姿轨控发动机，包括，

轴式电磁阀，所述轴式电磁阀上有一个或者多个出口通道；

驱动装置，所述驱动装置与轴式电磁阀连接，且当驱动装置动作时，驱动装置驱动轴式电磁阀绕轴式电磁阀自身的轴线旋转；

喷注器，所述喷注器有一个或多个，喷注器连接在轴式电磁阀的出口通道处，且当轴式电磁阀旋转时，喷注器随着轴式电磁阀一同旋转；

燃烧室，所述燃烧室有一个或者多个，燃烧室的推进剂入口端分布在以轴式电磁阀的旋转轴线为中心轴线的圆柱面上，且喷注器的喷嘴位于圆柱面上或圆柱面内。

进一步，轻质模块化液体姿轨控发动机还包括壳体，

所述壳体上开有贯穿其上、下端面的通孔，轴式电磁阀置于该通孔中；

所述壳体的周向表面上开有连接孔，连接孔与通孔相交，燃烧室的推进剂入口端位于连接孔外侧，喷注器的喷嘴位于连接孔内侧。

进一步，所述壳体内部还有一个球形腔体，球形腔体同时与通孔、连接孔相交，球形腔体的表面为密封球面；

所述喷注器表面包括球形面，喷注器通过球形面与密封球面配合形成密封结构。

进一步，所述喷注器的球形面上设置有耐高温密封垫。

进一步，所述轴式电磁阀通过轴承连接在壳体的通孔中。

进一步，所述轴承有两个，分别设置在通孔内靠近上端面处和靠近下端面处。

进一步，所述驱动装置包括，

控制电机；

传动齿轮，所述控制电机经传动齿轮与轴式电磁阀连接。

进一步，所述轴式电磁阀的入口通道与推进剂进口接头活动连接，且入口通道与推进剂进口接头之间通过密封圈动密封。

进一步，所述轴式电磁阀与喷注器之间通过型面对接相连，且轴式电磁阀与喷注器之间无连接件。