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原文传递火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法

专利名称：	火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法
摘要：	一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法，涉及航空航天技术领域。该火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，包括气瓶、气路截止阀、氧化剂贮箱、主动力系统和姿控动力系统；所述气瓶与所述氧化剂贮箱通过所述气路截止阀连通；所述主动力系统和所述姿控动力系统分别与所述氧化剂贮箱连通；所述主动力系统包括固体燃料。该火箭三级固液主动力与姿控一体化方法适用于火箭三级固液主动力与姿控一体化系统。本发明的目的在于提供一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的采用固体火箭发动机作为主动力发动机和采用液体火箭发动机作为姿控发动机而增加动力系统的总体复杂度和结构质量的技术问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	蔡国飙;袁军娅;朱浩;肖明阳;李承恩;梁桐
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911311881.8
公开号：	CN110979746A
代理机构：	北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张延薇
分类号：	B64G1/24;B64G1/26;B64G1/40;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/24;B64G1/26;B64G1/40
申请人地址：	100000 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.一种火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，包括气瓶、气路截止阀、氧化剂贮箱、主动力系统和姿控动力系统；所述气瓶与所述氧化剂贮箱通过所述气路截止阀连通；所述主动力系统和所述姿控动力系统分别与所述氧化剂贮箱连通；所述主动力系统包括固体燃料。 2.根据权利要求1所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，还包括电动泵系统；所述氧化剂贮箱包括主动力系统氧化剂贮箱和姿控系统氧化剂贮箱；所述气路截止阀、所述主动力系统氧化剂贮箱和所述电动泵系统依次连通；所述主动力系统氧化剂贮箱通过所述电动泵系统分别连通所述主动力系统和所述姿控动力系统；所述姿控系统氧化剂贮箱设置在所述电动泵系统与所述姿控动力系统之间。 3.根据权利要求2所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，所述主动力系统还包括主动力燃烧室、主推力室催化床和主动力燃烧室喷管；所述主动力燃烧室内设置有所述固体燃料；所述主推力室催化床与所述主动力燃烧室喷管通过所述主动力燃烧室连接；所述主动力燃烧室通过所述主推力室催化床连接所述电动泵系统。 4.根据权利要求2所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，所述姿控动力系统包括依次连接的姿控系统文氏管、姿控系统催化床和姿控系统推力室；所述姿控系统氧化剂贮箱与所述姿控系统催化床通过所述姿控系统文氏管连接。 5.根据权利要求4所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，所述姿控动力系统包括姿控系统调节阀；所述姿控系统调节阀连接所述姿控系统氧化剂贮箱和所述姿控系统文氏管；所述姿控动力系统包括多组姿控组件；每组所述姿控组件包括所述姿控系统调节阀、所述姿控系统文氏管、所述姿控系统催化床和所述姿控系统推力室。 6.根据权利要求2所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，所述电动泵系统与所述姿控系统氧化剂贮箱之间连接有用于控制管路通断的姿控系统补给阀；所述电动泵系统与所述主动力系统之间连接有用于控制管路通断的主动力系统调节阀；所述姿控系统补给阀和所述主动力系统调节阀分别通过流量调节阀连接所述电动泵系统；所述主动力系统氧化剂贮箱与所述电动泵系统之间连接有用于控制管路通断的截止阀。 7.根据权利要求6所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，包括控制系统；所述截止阀、所述流量调节阀、所述姿控系统补给阀、所述主动力系统调节阀和所述电动泵系统分别与所述控制系统电连接。 8.根据权利要求2所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统，其特征在于，所述气路截止阀与所述主动力系统氧化剂贮箱之间设置有减压器；所述减压器与所述主动力系统氧化剂贮箱之间的管路设置有气路压力传感器；所述主动力系统氧化剂贮箱上设置有安全泄压阀；所述姿控系统氧化剂贮箱与所述姿控动力系统之间的管路设置有姿控系统贮箱压力传感器；所述电动泵系统包括电动泵泵体、电源和电机；所述电机与所述电源电连接；所述电机驱动连接所述电动泵泵体；所述主动力系统氧化剂贮箱通过所述电动泵泵体分别连通所述主动力系统和所述姿控动力系统。 9.一种火箭三级固液主动力与姿控一体化方法，其特征在于，适用于如权利要求2-8任一项所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化系统；主动力系统氧化剂贮箱和姿控系统氧化剂贮箱均贮存有氧化剂；主动力系统启动：气路截止阀打开，气瓶中的压力气体进入主动力系统氧化剂贮箱，给主动力系统氧化剂贮箱增压，以使主动力系统氧化剂贮箱中贮存的氧化剂受到压力挤压；连通主动力系统氧化剂贮箱与电动泵系统之间的管路；控制电动泵系统工作以使氧化剂压力升高，并以设定的压力进入主动力系统；姿控动力系统进行姿态控制：所述姿控动力系统包括依次连接的姿控系统调节阀、姿控系统文氏管、姿控系统催化床和姿控系统推力室；当火箭进行姿态控制时，控制指定的姿控系统调节阀打开，姿控系统氧化剂贮箱中的氧化剂流经打开的姿控系统调节阀，再经姿控系统文氏管调节流量后，进入姿控系统催化床催化分解产生气体，从姿控系统推力室中喷出产生推力，对火箭姿态进行调节；调节完毕后，相应的姿控系统调节阀关闭；主动力系统推力调节：当主动力系统进行推力调节时，调整电动泵系统与主动力系统之间管路的流量；主动力系统关闭：当主动力系统关闭时，断开主动力系统氧化剂贮箱与电动泵系统之间的管路，控制电动泵系统停止工作，并断开电动泵系统与主动力系统之间的管路；再次启动主动力系统：当再次启动主动力系统时，连通主动力系统氧化剂贮箱与电动泵系统之间的管路，以及连通电动泵系统与主动力系统之间的管路；控制电动泵系统工作以使氧化剂压力升高，并以设定的压力进入主动力系统；当主动力系统多次启停时，重复“主动力系统关闭”步骤和“再次启动主动力系统”步骤，以实现主动力系统多次启停。 10.根据权利要求9所述的火箭三级固液主动力与姿控一体化方法，其特征在于，控制指定的姿控系统调节阀打开时，监测姿控系统氧化剂贮箱的出口压力；当姿控系统氧化剂贮箱的出口压力低于指定值时，连通电动泵系统与姿控系统氧化剂贮箱之间的管路；经电动泵系统增压后的氧化剂进入姿控系统氧化剂贮箱，以对姿控动力系统中的氧化剂贮量进行补充；当姿控系统氧化剂贮箱的出口压力恢复到指定值时，断开电动泵系统与姿控系统氧化剂贮箱之间的管路。
所属类别：	发明专利