CN112648110B - 航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法、系统及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法、系统及介质，包括：步骤1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；步骤2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；步骤3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作。本发明适用于航天器轨控发动机不能正常关机的处理，既能保证轨控发动机停止工作，保证航天器不会因轨控发动机无法关机导致的任务失败，也能保证轨控发动机再次点火工作的能力，提高了航天器可靠工作的能力。

Description

航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体地，涉及一种航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法、系统及介质。
背景技术
航天器轨控发动机工作过程中存在开机后不能正常关机的故障，若该故障发生，可通过上游阀门的关闭来实现轨控发动机停止工作的作用，防止推进剂向外泄漏。目前航天器轨控发动机采用上游管路串联常开电爆阀或者自锁阀来达到“二级保险”隔离。只需轨控发动机单次工作或者少次工作且工作时间间隔较近的情况下，轨控发动机上游可采用常开电爆阀。若需轨控发动机多次点火启动且点火时间间隔较长的情况下，轨控发动机上游采用自锁阀。特别是在深空探测过程中，航天器飞行时间长，需轨控发动机多次启动点火，每次点火时间间隔长达数月或更长，若轨控发动机发生不能正常关机故障，系统设计既要保证隔离推进剂不泄露，又要保证轨控发动机再次工作的能力。
专利文献CN108454887A(申请号：CN201810117071.8)公开了一种平衡排放的双组元推进装置及控制方法，涉及光学对地观测卫星技术领域；包括第一贮箱、第二贮箱、第一自锁阀、第二自锁阀、第三自锁阀、第四自锁阀和气路自锁阀；气路自锁阀的下端与倒置的T字型管路的竖直顶端连通；T字型管路水平两端分别与第一自锁阀、第三自锁阀连通；第一自锁阀通过管路与第一贮箱顶端连通；第三自锁阀通过管路与第二贮箱顶端连通；第一贮箱底端通过管路与第二自锁阀联通；第二贮箱底端通过管路与第四自锁阀连通；T字型管路的水平两端分别与第二自锁阀、第四自锁阀连通；T字型管路的竖直底端与外部推力器连通。
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航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法、系统及介质。
根据本发明提供的航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法，包括：
步骤1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；
步骤2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；
步骤3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作。
优选的，若轨控发动机无法正常关机且需再次启动工作时，则通过打开管路自锁阀实现轨控发动机工作，此时管路自锁阀作为轨控发动机的控制阀门。
优选的，控制轨控发动机和自锁阀间的管路长度，使得推进剂从自锁阀到轨控发动机阀门前的充填时间为0.3s～1s。
优选的，所述轨控发动机开关机指令块包括：
所述轨控发动机开机指令块：在轨控发动机开指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀开指令；
所述轨控发动机关机指令块：在轨控发动机关指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀关指令。
根据本发明提供的航天器轨控发动机无法正常关机的处理系统，包括：
模块M1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；
模块M2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；
模块M3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作。
优选的，若轨控发动机无法正常关机且需再次启动工作时，则通过打开管路自锁阀实现轨控发动机工作，此时管路自锁阀作为轨控发动机的控制阀门。
优选的，控制轨控发动机和自锁阀间的管路长度，使得推进剂从自锁阀到轨控发动机阀门前的充填时间为0.3s～1s。
优选的，所述轨控发动机开关机指令块包括：
所述轨控发动机开机指令块：在轨控发动机开指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀开指令；
所述轨控发动机关机指令块：在轨控发动机关指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀关指令。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)控制程序设计轨控发动机关机后绑定关闭管路自锁阀，保证在轨发动机不能正常关机时切断推进剂，确保推进剂不泄漏，轨控发动机停止工作；
(2)发生轨控发动机不能正常关机故障后，若还需轨控发动机工作，轨控管路自锁阀可作为轨控发动机的控制阀，打开自锁阀控制轨控发动机开机。
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为轨控发动机和自锁阀布局示意图。
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。
实施例：
如图1所示，本发明采用的轨控发动机和上游管路自锁阀由轨控发动机1、氧化剂路自锁阀2、备份氧化剂路自锁阀3、燃料路自锁阀4和备份燃料路自锁阀5组成。
控制程序设计轨控发动机1关机绑定自锁阀关动作，轨控发动机关机后1s后分别先后关闭主份氧路自锁阀2、主份燃路自锁阀5、备份氧路自锁阀3、备份燃路自锁阀4。若轨控发动机1出现不能正常关机故障时，通过管路自锁阀实现推进剂隔离来达到发动机停止工作的能力。
若轨控发动机不能正常关机且需再次启动工作时，则通过打开管路自锁阀实现轨控发动机工作的能力，此时管路自锁阀作为轨控发动机的控制阀门。
根据本发明提供的航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法，包括：
步骤1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；
步骤2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；
步骤3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作。
优选的，控制轨控发动机和自锁阀间的管路长度，使得推进剂从自锁阀到轨控发动机阀门前的充填时间为0.3s～1s。
优选的，所述轨控发动机开关机指令块包括：
所述轨控发动机开机指令块：在轨控发动机开指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀开指令；
所述轨控发动机关机指令块：在轨控发动机关指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀关指令。
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。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
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 (5)

1.一种航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法，其特征在于，包括：
步骤1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；
步骤2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；
步骤3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作；
控制轨控发动机和自锁阀间的管路长度，使得推进剂从自锁阀到轨控发动机阀门前的充填时间为0.3s～1s；
所述轨控发动机开关机指令块包括：
所述轨控发动机开机指令块：在轨控发动机开指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀开指令；
所述轨控发动机关机指令块：在轨控发动机关指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀关指令。
2.根据权利要求1所述的航天器轨控发动机无法正常关机的处理方法，其特征在于，若轨控发动机无法正常关机且需再次启动工作时，则通过打开管路自锁阀实现轨控发动机工作，此时管路自锁阀作为轨控发动机的控制阀门。
3.一种航天器轨控发动机无法正常关机的处理系统，其特征在于，包括：
模块M1：将轨控发动机前的氧化剂管路和燃烧剂管路分别对称安装并联轨控自锁阀；
模块M2：通过控制程序制定轨控发动机开关机指令块，将轨控发动机开关机控制程序绑定轨控自锁阀的开关动作；
模块M3：当轨控发动机无法关机时，通过轨控自锁阀的关闭实现轨控发动机停止工作；
控制轨控发动机和自锁阀间的管路长度，使得推进剂从自锁阀到轨控发动机阀门前的充填时间为0.3s～1s；
所述轨控发动机开关机指令块包括：
所述轨控发动机开机指令块：在轨控发动机开指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀开指令；
所述轨控发动机关机指令块：在轨控发动机关指令后绑定发送氧化剂路的并联自锁阀和燃烧剂路的并联自锁阀关指令。
4.根据权利要求3所述的航天器轨控发动机无法正常关机的处理系统，其特征在于，若轨控发动机无法正常关机且需再次启动工作时，则通过打开管路自锁阀实现轨控发动机工作，此时管路自锁阀作为轨控发动机的控制阀门。
5.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至2中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108454887A (zh) * 2018-02-06 2018-08-28 北京空间飞行器总体设计部 一种平衡排放的双组元推进装置及控制方法
CN109630317A (zh) * 2018-12-06 2019-04-16 上海空间推进研究所 基于电动泵的轨姿控一体化空间推进系统
CN110989707A (zh) * 2019-11-07 2020-04-10 上海空间推进研究所 一种航天器轨控管路压强的安全管理方法
CN111071490A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 上海空间推进研究所 提升行星着陆器推进系统轨控发动机抗冲击能力的方法
CN211001918U (zh) * 2019-06-27 2020-07-14 北京灵动飞天动力科技有限公司 一种单组元姿轨控动力系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108454887A (zh) * 2018-02-06 2018-08-28 北京空间飞行器总体设计部 一种平衡排放的双组元推进装置及控制方法
CN109630317A (zh) * 2018-12-06 2019-04-16 上海空间推进研究所 基于电动泵的轨姿控一体化空间推进系统
CN211001918U (zh) * 2019-06-27 2020-07-14 北京灵动飞天动力科技有限公司 一种单组元姿轨控动力系统
CN110989707A (zh) * 2019-11-07 2020-04-10 上海空间推进研究所 一种航天器轨控管路压强的安全管理方法
CN111071490A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 上海空间推进研究所 提升行星着陆器推进系统轨控发动机抗冲击能力的方法

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