CN109131944A - 模块化空间推进系统 - Google Patents

模块化空间推进系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109131944A
CN109131944A CN201810936931.0A CN201810936931A CN109131944A CN 109131944 A CN109131944 A CN 109131944A CN 201810936931 A CN201810936931 A CN 201810936931A CN 109131944 A CN109131944 A CN 109131944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
connector
pressure gas
tank
propulsion system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810936931.0A
Other languages
English (en)
Inventor
袁肖肖
刘建盈
顾帅华
沈诺
沈一诺
陈开盈
苗鹏
金广明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Space Propulsion
Original Assignee
Shanghai Institute of Space Propulsion
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Space Propulsion filed Critical Shanghai Institute of Space Propulsion
Priority to CN201810936931.0A priority Critical patent/CN109131944A/zh
Publication of CN109131944A publication Critical patent/CN109131944A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/402Propellant tanks; Feeding propellants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

本发明提供了一种模块化空间推进系统,包括气瓶模块(1)、气路模块组、贮箱模块(4)、液路模块(5)以及发动机模块(6);本发明采用模块化设计便于科研测试和实际使用时的模块替换和/或模块增减,有利于整个推进系统的快速组装和测试,缩短装配测试周期,同时使得整个系统具备重复使用条件,降低生产、发射和维护成本;各个模块设置灵活、体积小巧,有利于提高总装布局的空间利用率,对于不同布局方式的兼容性好;另外,由于使用单组元无毒污染的推进剂,对操作测试人员的健康保护和环境保护有利。

Description

模块化空间推进系统
技术领域
本发明涉及航天领域,具体地,涉及一种模块化空间推进系统,尤其涉及航天飞行器推进系统方案设计。
背景技术
航天领域中,空间推进系统,又称“动力系统”或“动力装置”,是利用自身携带的工质,依靠反作用原理直接产生推力或力矩的系统,是飞行器的主要组成部分。航天器的空间推进系统是利用自身携带的工质,依靠反作用原理为航天器提供推力或力矩的整套装置,它能够在大气层外真空中条件下工作,使航天器达到所需要的速度和飞行姿态。采用何种推进系统取决于航天器本身的任务及其对推进力(加速度)和力矩的具体要求。
空间推进系统作为航天器的重要组成系统,有着极高的性能和可靠性要求。传统的推进系统,一般采用非模块化或大模块化设计,系统内部模块及元件难以更换,并且使用的推进剂大多是易燃易爆且有毒的推进剂,产品生产、试验及使用过程中,需要复杂的加注设备和人员防护设备,因此产品生产测试实现较为困难,成本高,不具备重复使用的条件。因此推进系统的模块化、标准化对降低科研和使用成本具有很大的意义,推进系统的标准化程度也有着一定的提升空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种一种模块化空间推进系统。
根据本发明提供的一种模块化空间推进系统,其特征在于,包括气瓶模块、气路模块组、贮箱模块、液路模块以及发动机模块;
所述气路模块组一端与气瓶模块相连,另一端与贮箱模块相连;所述贮箱模块一端与气路模块组相连,另一端与液路模块相连;所述液路模块一端与贮箱模块相连,另一端与发动机模块相连。
优选地,所述气路模块组包括高压气路模块和低压气路模块;所述高压气路模块和低压气路模块相连,并且高压气路模块与气瓶模块相连,低压气路模块与贮箱模块相连。
优选地,所述气瓶模块包括气瓶和第一连接件;所述气瓶通过第一连接件与高压气路模块相连;
所述贮箱模块包括贮箱和第一连接件;所述贮箱通过第一连接件分别与低压气路模块和液路模块相连;
所述发动机模块包括发动机和第一连接件;所述发动机通过第一连接件与液路模块相连;
其中所述第一连接件包括标准化的、能够拆卸安装的活连接密封接口。
优选地,所述高压气路模块的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;高压气路模块通过第一连接件分别与气瓶模块和低压气路模块相连;
所述低压气路模块的组成元件包括减压阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述减压阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;低压气路模块通过第一连接件分别与高压气路模块和贮箱模块相连;
所述液路模块的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;液路模块通过第一连接件分别与贮箱模块和发动机模块相连。
优选地,所述气瓶模块、高压气路模块、低压气路模块、贮箱模块、液路模块以及发动机模块中的任一模块,均能够通过拆卸设置在该模块与相连模块间的第一连接件实现模块替换。
优选地,所述高压气路模块、低压气路模块以及液路模块中任一模块的任一组成元件,均能够通过拆卸设置在该元件与相连元件间的第一连接件实现元件替换。
优选地,所述模块化空间推进系统为单组元推进系统,工作介质为无毒的硝酸羟胺基推进剂。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、模块化设计便于科研测试和实际使用时的模块替换和/或模块增减,有利于整个推进系统的快速组装和测试,缩短装配测试周期;
2、各个模块以及模块内的元件均采用可反复拆装的活连接接头,可实现模块级和元件级的产品更换和维修,整个系统具备重复使用条件,降低生产、发射和维护成本;
3、各个模块设置灵活、体积小巧,有利于提高总装布局的空间利用率,同时由于模块数目组合方便,对于不同布局方式的兼容性好;
4、使用单组元无毒污染的推进剂,有利于操作测试人员的健康和环境保护。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明提供的模块化空间推进系统示意图。
图中示出:
气瓶模块1
高压气路模块2
低压气路模块3
贮箱模块4
液路模块5
发动机模块6
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种模块化空间推进系统,包括气瓶模块1、气路模块组、贮箱模块4、液路模块5以及发动机模块6;所述气路模块组一端与气瓶模块1相连,另一端与贮箱模块4相连;所述贮箱模块4一端与气路模块组相连,另一端与液路模块5相连;所述液路模块5一端与贮箱模块4相连,另一端与发动机模块6相连。
优选地,所述气路模块组包括高压气路模块2和低压气路模块3;所述高压气路模块2和低压气路模块3相连,并且高压气路模块2与气瓶模块1相连,低压气路模块3与贮箱模块4相连。所述气瓶模块1包括气瓶和第一连接件;所述气瓶通过第一连接件与高压气路模块2相连;所述贮箱模块4包括贮箱和第一连接件;所述贮箱通过第一连接件分别与低压气路模块3和液路模块5相连;所述发动机模块6包括发动机和第一连接件;所述发动机通过第一连接件与液路模块相连;其中所述第一连接件包括标准化的、能够拆卸安装的活连接密封接口。
具体地,所述高压气路模块2的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;高压气路模块2通过第一连接件分别与气瓶模块1和低压气路模块3相连;所述低压气路模块3的组成元件包括减压阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述减压阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;低压气路模块3通过第一连接件分别与高压气路模块2和贮箱模块4相连;所述液路模块5的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;液路模块5通过第一连接件分别与贮箱模块4和发动机模块6相连。
更具体地,所述气瓶模块1、高压气路模块2、低压气路模块3、贮箱模块4、液路模块5以及发动机模块6中的任一模块,均能够通过拆卸设置在该模块与相连模块间的第一连接件实现模块替换。所述高压气路模块2、低压气路模块3以及液路模块5中任一模块的任一组成元件,均能够通过拆卸设置在该元件与相连元件间的第一连接件实现元件替换。所述模块化空间推进系统为单组元推进系统,工作介质为无毒的硝酸羟胺基推进剂。
进一步地,所述推进系统为单组元推进系统,采用绿色无毒的硝酸羟胺基推进剂作为系统的工作介质,所述硝酸羟胺基推进剂具备较高的密度比冲,无催化剂接触的前提下,常温常压时性能稳定,可与人体直接接触,推进系统重复使用时,系统内部残留的推进剂对人员无危险;所述单组元推进系统采用小模块化设计方案,由两个气瓶模块1、高压气路模块2、低压气路模块3、两个贮箱模块4、液路模块5以及若干个发动机模块6等具备上下连接接口的小型子模块组成;所述小模块化设计方案,是把整个推进系统分成若干个小型的具备上下连接接口的子模块;所述具备上下连接接口的子模块,是指整个系统划分时,气瓶模块1为系统的起点子模块(只具备对下连接接口),发动机模块6为整个系统的终点模块(只具备对上连接接口),其余子模块为中间模块(具备对上和对下的连接接口),划分只具备上下连接接口的子模块的优点在于,避免单个子模块对外接口过多以及各个子模块之间连接复杂,从而降低子模块接口连接错误的风险以及提高子模块拆装的便捷性;所述小型子模块对外接口均采用可反复拆装的活连接密封接口,通过拆装子模块对外的活连接密封接口,可实现每个子模块的整体模块级更换;所述高压气路模块2、低压气路模块3以及液路模块5三个子模块,采用可方便拆装的小型化设计,具体的表现为子模块内部元件数量少,连接关系简单,不存在相互交叉回路,对外接口明确;所述高压气路模块2、低压气路模块3以及液路模块5三个子模块,内部的元件接口均采用可反复拆装的活连接密封接口,通过拆装子模块中内部元件对外的活连接密封接口,可实现子模块内部每个元件的元件级更换;
更进一步地,所述两个气瓶模块1把每个气瓶作为独立的子模块,其优点是避免把多个气瓶作为一个模块后造成单个模块体积过大,不利于模块更换操作和总装布局时碎片空间的高效利用;所述两个贮箱模块4把每个贮箱作为独立的子模块,其优点是避免把多个贮箱作为一个模块后造成单个模块体积过大,不利于模块更换操作和总装布局时碎片空间的高效利用;所述贮箱模块4中的贮箱采用可重复排放推进剂的囊式贮箱,以适用于推进系统重复使用要求;所述发动机模块6均为单机模块,即每台发动机作为独立的子模块,其优点如下:
1、避免把多个发动机作为一个模块后造成单个模块体积过大,不利于模块更换操作和总装布局时碎片空间的高效利用;
2、每台发动机在飞行任务中工作的时间不一样,因此经历相同飞行次数的发动机,其剩余寿命也不同,发动机模块设置成单机机组可实现对寿命到期的机组进行整体模块更换,而不影响其余寿命未到期的机组;
3、不同的系统对发动机的数量和布局方式均不同,而单机机组模块为发动机模块的最小子模块单元,可通过增减单机模块数量以及设置不同的转接支架来实现不同的系统布局要求。
由于本发明采用小模块化设计,可实现整个系统的快速组装和测试,缩短装配测试周期;各个模块以及模块内的元件均采用可反复拆装的活连接接头,可实现模块级和元件级的产品更换和维修,整个系统具备重复使用条件,降低生产、发射和维护成本;所使用的推进剂无毒无污染,不会对人员和环境造成危害。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种模块化空间推进系统,其特征在于,包括气瓶模块(1)、气路模块组、贮箱模块(4)、液路模块(5)以及发动机模块(6);
所述气路模块组一端与气瓶模块(1)相连,另一端与贮箱模块(4)相连;所述贮箱模块(4)一端与气路模块组相连,另一端与液路模块(5)相连;所述液路模块(5)一端与贮箱模块(4)相连,另一端与发动机模块(6)相连。
2.根据权利要求1所述的模块化空间推进系统,其特征在于,所述气路模块组包括高压气路模块(2)和低压气路模块(3);所述高压气路模块(2)和低压气路模块(3)相连,并且高压气路模块(2)与气瓶模块(1)相连,低压气路模块(3)与贮箱模块(4)相连。
3.根据权利要求2所述的模块化空间推进系统,其特征在于:
所述气瓶模块(1)包括气瓶和第一连接件;所述气瓶通过第一连接件与高压气路模块(2)相连;
所述贮箱模块(4)包括贮箱和第一连接件;所述贮箱通过第一连接件分别与低压气路模块(3)和液路模块(5)相连;
所述发动机模块(6)包括发动机和第一连接件;所述发动机通过第一连接件与液路模块相连;
其中所述第一连接件包括标准化的、能够拆卸安装的活连接密封接口。
4.根据权利要求3所述的模块化空间推进系统,其特征在于:
所述高压气路模块(2)的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;高压气路模块(2)通过第一连接件分别与气瓶模块(1)和低压气路模块(3)相连;
所述低压气路模块(3)的组成元件包括减压阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述减压阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;低压气路模块(3)通过第一连接件分别与高压气路模块(2)和贮箱模块(4)相连;
所述液路模块(5)的组成元件包括加注阀、自锁阀、压力传感器以及第一连接件;所述加注阀、自锁阀以及压力传感器之间均通过第一连接件相连;液路模块(5)通过第一连接件分别与贮箱模块(4)和发动机模块(6)相连。
5.根据权利要求4所述的模块化空间推进系统,其特征在于,所述气瓶模块(1)、高压气路模块(2)、低压气路模块(3)、贮箱模块(4)、液路模块(5)以及发动机模块(6)中的任一模块,均能够通过拆卸设置在该模块与相连模块间的第一连接件实现模块替换。
6.根据权利要求4所述的模块化空间推进系统,其特征在于,所述高压气路模块(2)、低压气路模块(3)以及液路模块(5)中任一模块的任一组成元件,均能够通过拆卸设置在该元件与相连元件间的第一连接件实现元件替换。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块化空间推进系统,其特征在于,所述模块化空间推进系统为单组元推进系统,工作介质为无毒的硝酸羟胺基推进剂。
CN201810936931.0A 2018-08-16 2018-08-16 模块化空间推进系统 Pending CN109131944A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810936931.0A CN109131944A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 模块化空间推进系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810936931.0A CN109131944A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 模块化空间推进系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109131944A true CN109131944A (zh) 2019-01-04

Family

ID=64789902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810936931.0A Pending CN109131944A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 模块化空间推进系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109131944A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880356A (en) * 1995-02-20 1999-03-09 Centre National D'etudes Spatiales Device for pressurizing a unified two-liquid propulsion subsystem geostationary satellites
WO2006056716A1 (fr) * 2004-11-26 2006-06-01 Eads Space Transportation Gmbh Ensemble pour systeme de propulsion d'un engin spatial et systeme de propulsion comportant au moins un tel ensemble
US7762498B1 (en) * 2005-06-09 2010-07-27 Lockheed Martin Corporation Enhanced high-efficiency spacecraft propulsion system
CN106134390B (zh) * 2012-06-18 2014-10-22 上海空间推进研究所 一种空间推进系统的实现方法
CN104260901B (zh) * 2014-09-11 2016-08-24 上海卫星工程研究所 模块化的双组元推进系统
CN107587954A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 北京航空航天大学 气氧煤油火箭发动机增压输送系统及小型火箭发动机推进剂供给系统
CN108298111A (zh) * 2017-12-26 2018-07-20 中国空间技术研究院 一种公用平台卫星化学推进分系统模块化布局方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880356A (en) * 1995-02-20 1999-03-09 Centre National D'etudes Spatiales Device for pressurizing a unified two-liquid propulsion subsystem geostationary satellites
WO2006056716A1 (fr) * 2004-11-26 2006-06-01 Eads Space Transportation Gmbh Ensemble pour systeme de propulsion d'un engin spatial et systeme de propulsion comportant au moins un tel ensemble
US7762498B1 (en) * 2005-06-09 2010-07-27 Lockheed Martin Corporation Enhanced high-efficiency spacecraft propulsion system
CN106134390B (zh) * 2012-06-18 2014-10-22 上海空间推进研究所 一种空间推进系统的实现方法
CN104260901B (zh) * 2014-09-11 2016-08-24 上海卫星工程研究所 模块化的双组元推进系统
CN107587954A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 北京航空航天大学 气氧煤油火箭发动机增压输送系统及小型火箭发动机推进剂供给系统
CN108298111A (zh) * 2017-12-26 2018-07-20 中国空间技术研究院 一种公用平台卫星化学推进分系统模块化布局方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106134390B (zh) 一种空间推进系统的实现方法
CN101957294B (zh) 节约型阀门低温试验系统
CN107587954A (zh) 气氧煤油火箭发动机增压输送系统及小型火箭发动机推进剂供给系统
CN105388007A (zh) 一种组合式可拆换喷嘴试验装置
CN109131944A (zh) 模块化空间推进系统
CN112224449A (zh) 蓄能式推进剂贮箱
CN209145734U (zh) 用于液体发动机的喷注器及液体发动机
CN109630318A (zh) 用于液体发动机的喷注器及液体发动机
CN102243898B (zh) 一种高温气冷堆保压检修密封控制系统
US20230341297A1 (en) Test assembly and test tooling
US11788521B2 (en) Centrifugal compressor with piston intensifier
CN202597292U (zh) 一种双基流囊式蓄能器
CN204679261U (zh) 一种减压阀、压力调节器试验系统
CN201490807U (zh) 一种用于电机与结构部件之间的密封装置
CN205087161U (zh) 可移动式飞机燃油系统试验装置
CN201907654U (zh) 一种飞行器用抗过载供油装置
CN201138278Y (zh) 电动振动台全气密台体负载支撑结构
CN101562365B (zh) 一种用于电机与结构部件之间的密封装置
CN116222881A (zh) 含金属膜片贮箱推进系统的气密测试结构及方法
CN209145733U (zh) 用于液体发动机的喷注器及液体发动机
CN201615664U (zh) 一种气动抽真空冷媒加注机
CN210531302U (zh) 新型六腔等压等排量式油缸
CN104279422A (zh) 压缩天然气运输船及其卸气系统和卸气控制方法
CN201628705U (zh) 组合阀门
CN2513981Y (zh) 组装式膜组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190104