CN106555707A - 电驱推进剂供给系统液体火箭发动机 - Google Patents

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付本帅
何国强
刘佩进
胡春波
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杨建刚
李超
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Abstract

本发明公开了电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，包括氧化剂输送系统、燃料输送系统和推力室，上述氧化剂输送系统和燃料输送系统均各自独立与推力室相联通，以将对应的氧化剂和燃料输送至推力室内，并在推力室内混合、燃烧，产生反推力。氧化剂输送系统包括依次相连接的氧化剂电池、氧化剂电机和氧化剂泵，上述氧化剂泵用于与氧化剂储箱和推力室管路连接。该电驱推进剂供给系统液体火箭发动机结构简单、高可靠、小型化。

Description

电驱推进剂供给系统液体火箭发动机
技术领域
本发明属于航天宇航科学技术领域，具体涉及电驱推进剂供给系统液体火箭发动机。
背景技术
目前，人类进入空间的工具主要还是一次性的运载火箭，这导致人类进入空间的成本一直居高不下，降低人类进入空间的成本是科研人员孜孜以求的目标之一。
随着航天技术的发展，液体火箭发动机技术也在不断进步，而其发展趋势主要是低成本、快响应和高可靠性。但目前国内外所有的液体火箭发动机都是采用以涡轮燃气为动力驱动泵增压的推进剂供给系统，这种推进剂供给系统结构复杂、研制成本高、研制周期长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、高可靠、小型化的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，包括氧化剂输送系统、燃料输送系统和推力室，上述氧化剂输送系统和燃料输送系统均各自独立与推力室相联通，以将对应的氧化剂和燃料输送至推力室内，并在推力室内混合、燃烧，产生反推力。氧化剂输送系统包括依次相连接的氧化剂电池、氧化剂电机和氧化剂泵，上述氧化剂泵用于与氧化剂储箱和推力室管路连接。
进一步地，该燃料输送系统包括依次相连接的燃料电池、燃料电机和燃料泵，该燃料泵用于与将燃料储箱和推力室管路连接。
进一步地，该推力室由上而下包括一体连接的燃烧室和拉伐尔喷管，所述燃烧室内的顶部设置有环形的喷注器，喷注器与氧化剂泵管路连接；所述推力室的外壳内为再生冷却通道，再生冷却通道的输入端与燃料泵管路连接，其输出端与喷注器相联通。
本发明还公开了上述的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机的工作过程，该工作过程如下：
上述氧化剂电池和燃料电池分别驱动对应的氧化剂电机和燃料电机，氧化剂电机和燃料电机分别驱动对应的氧化剂泵和燃料泵，由对应的氧化剂储箱和燃料储箱中抽吸氧化剂和燃料，并对对应的氧化剂和燃料增压，将增压后的氧化剂由喷注器喷入燃烧室并雾化；将增压后的燃料全流量对推力室身部进行再生冷却，吸热后的燃料通过喷注器注入燃烧室并雾化，与氧化剂混合、燃烧，从喷管喷出，产生反推力。
本发明电驱推进剂供给系统液体火箭发动机具有如下优点：(1)采用燃料电池驱动燃料电机带动燃料泵运转来实现推进剂的供给，从而大幅规避了技术难度和简化了系统的复杂度，提高了其可靠性。(2)系统设计简单，结构紧凑、质量轻、符合小型化要求。(3)燃料电池与燃料电机易于控制，调节范围广、调节动态响应快。(4)研制周期短，投入成本低。
附图说明
图1是本发明电驱推进剂供给系统液体火箭发动机的结构示意图；
其中：A.氧化剂输送系统；B.燃料输送系统；1.氧化剂电池；2.氧化剂电机；3.氧化剂泵；4.燃料泵；5.燃料电池；6.燃料电机；7.推力室；7-1.燃烧室；7-2.喷管；7-3.喷注器；。
具体实施方式
本发明电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，如图1所示，包括氧化剂输送系统A、燃料输送系统B和推力室7，氧化剂输送系统A和燃料输送系统B均各自独立与推力室7相联通，以将对应的氧化剂和燃料输送至推力室7内，并在推力室7内混合、燃烧，从喷管喷出，产生反推力。上述氧化剂输送系统A包括依次相连接的氧化剂电池1、氧化剂电机2和氧化剂泵3，氧化剂泵3用于与氧化剂储箱和推力室7管路连接。
上述燃料输送系统B包括依次相连接的燃料电池5、燃料电机6和燃料泵4，燃料泵4用于与将燃料储箱和推力室7管路连接。推力室7由上而下包括一体连接的燃烧室7-1和拉伐尔喷管7-2，所述燃烧室7-1内的顶部设置有环形的喷注器7-3，喷注器7-3与氧化剂泵3管路连接；推力室7的外壳内为再生冷却通道，再生冷却通道的输入端与燃料泵4管路连接，其输出端与喷注器7-3相联通。氧化剂电池1和燃料电池5的功率根据实际情况进行选择。
本发明还公开了上述的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机的工作过程，该工作过程如下：氧化剂电池1和燃料电池5分别驱动对应的氧化剂电机2和燃料电机6，氧化剂电机2和燃料电机6分别驱动对应的氧化剂泵3和燃料泵4，分别由对应的氧化剂储箱和燃料储箱中抽吸氧化剂和燃料，并对对应的氧化剂和燃料增压，将增压后的氧化剂由喷注器7-3喷入燃烧室7-1并雾化；将增压后的燃料全流量对推力室7身部进行再生冷却，吸热后的燃料通过喷注器7-3注入燃烧室7-1并雾化，与氧化剂混合、燃烧，从喷管7-2喷出，产生反推力。

Claims (4)

1.电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，其特征在于，包括氧化剂输送系统(A)、燃料输送系统(B)和推力室(7)，所述氧化剂输送系统(A)和燃料输送系统(B)均各自独立与推力室(7)相联通，以将对应的氧化剂和燃料输送至推力室(7)内，并在推力室(7)内混合、燃烧，产生反推力；
所述氧化剂输送系统(A)包括依次相连接的氧化剂电池(1)、氧化剂电机(2)和氧化剂泵(3)，所述氧化剂泵(3)用于与氧化剂储箱和推力室(7)管路连接。
2.按照权利要求1所述的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，其特征在于，所述燃料输送系统(B)包括依次相连接的燃料电池(5)、燃料电机(6)和燃料泵(4)，所述燃料泵(4)用于与将燃料储箱和推力室(7)管路连接。
3.按照权利要求2所述的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机，其特征在于，所述推力室(7)由上而下包括一体连接的燃烧室(7-1)和拉伐尔喷管(7-2)，所述燃烧室(7-1)内的顶部设置有环形的喷注器(7-3)，所述喷注器(7-3)与氧化剂泵(3)管路连接；
所述推力室(7)的外壳内为再生冷却通道，所述再生冷却通道的输入端与燃料泵(4)管路连接，其输出端与喷注器(7-3)相联通。
4.按照权利要求1～3中任一项所述的电驱推进剂供给系统液体火箭发动机的工作过程，其特征在于，该工作过程如下：
所述氧化剂电池(1)和燃料电池(5)分别驱动对应的氧化剂电机(2)和燃料电机(6)，氧化剂电机(2)和燃料电机(6)分别驱动对应的氧化剂泵(3)和燃料泵(4)，由对应的氧化剂储箱和燃料储箱中抽吸氧化剂和燃料，并对对应的氧化剂和燃料增压，将增压后的氧化剂由喷注器(7-3)喷入燃烧室(7-1)并雾化；将增压后的燃料全流量对推力室(7)身部进行再生冷却，吸热后的燃料通过喷注器(7-3)注入燃烧室(7-1)并雾化，与氧化剂混合、燃烧，从喷管(7-2)喷出，产生反推力。
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