一种液氧甲烷轨姿控发动机的制作方法

1.本实用新型涉及火箭发动机技术领域，尤其是涉及一种液氧甲烷轨姿控发动机。


背景技术：

2.轨姿控发动发动机为航天器的核心动力部分，在实际使用过程中向航天器提供动力源；现有技术中的轨姿控发动机存在如下问题：
3.1.现有发动机多采用氦气增压，增加了额外氦气瓶、氦气的质量；
4.2.现有轨姿控发动机多采用挤压式推进剂输送，致使燃烧室压力小发动机推力小；
5.3.现有轨姿控发动机中多个姿控喷管分别配置小型燃烧室独立点火，推进剂管路复杂、姿控发动机总质量大；
6.因此，急需一种结构合理的轨姿控发动机。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种液氧甲烷轨姿控发动机，该液氧甲烷轨姿控发动机能够解决上述技术问题；
8.本实用新型提供一种液氧甲烷轨姿控发动机，包括：
9.推进剂组通过第一管路与分流装置连通；
10.第一发动装置和第二发动装置，分别通过第二管路和第三管路与分流装置连通；且第一发动装置通过第四管路与推进剂组连通；
11.喷射组，通过第五管路与第二发动装置连接。
12.作为进一步的技术方案，第一管路上设置有电动泵，且电动泵置于推进剂组和分流装置之间。
13.作为进一步的技术方案，第四管路上设置有第一电磁阀，且第一电磁阀置于第一发动装置与推进剂组之间。
14.作为进一步的技术方案，推进剂组包括：
15.第一推进剂部和第二推进剂部，分别通过第一管路与分流装置连通，且分别通过第四管路与第一发动装置连通。
16.作为进一步的技术方案，第一推进剂部包括：
17.储箱，分别与第一管路和第四管路连通；
18.增压隔板，设置在储箱内。
19.作为进一步的技术方案，第一发动装置包括：
20.第一燃烧室，分别与第二管路和第四管路连通；
21.喷注器，设置在第一燃烧室内；
22.汽化器，设置在第一燃烧室内壁上。
23.作为进一步的技术方案，第二发动装置包括：
24.蓄压室，与第五管路连通；
25.第二燃烧室，与蓄压室连通，且通过第三管路与分流装置连通；
26.常闭阀，设置在蓄压室内。
27.作为进一步的技术方案，还包括：
28.火花塞，设置在第二燃烧室上。
29.作为进一步的技术方案，喷射组包括：
30.第二电磁阀，与第五管路连通；
31.若干喷管，分别与第二电磁阀连通。
32.优选的，分流装置为三通电磁阀。
33.本实用新型的技术方案通过推进剂组和分流装置的配合，可以精确调整推进剂混合比和在大范围进行可变推力调节；且通过推进剂组的使用，无需使用氦气增压，能够减少氦气瓶和氦气的使用；且通过分流装置和推进剂组的配合，能够向第一发动装置和第二发动装置中提供足够的推进剂，并保证第一发动装置和第二发动装置燃烧室内的压力；提高整体的推力；且分别通过第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路的配合连接，使整体连接更加简单，进一步降低整体的质量；
34.另外，推进剂组中分别使用液氧和液体甲烷，能够简化飞行器起飞前加注推进剂的复杂度；同时，在后续使用的过程中，可以方便为航天飞机驾驶员提供氧气。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型中一种液氧甲烷轨姿控发动机的原理图；
37.图2为本实用新型中，推进剂汽化增压原理图。
38.附图标记说明：
39.101-第一推进剂部；111-储箱；112-增压隔板；102-第二推进剂部；2-分流装置；3-第一管路；4-第一发动装置；401-第一燃烧室；402-喷注器；403-汽化器；5-第二发动装置；501-蓄压室；502-第二燃烧室；503-常闭阀；504-火花塞；6-第二管路；7-第三管路；8-第四管路；9-喷射组；901-第二电磁阀；902-喷管；10-第五管路；11-电动泵；12-第一电磁阀。
具体实施方式
40.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语
″
中心
″
、
″
纵向
″
、
″
横向
″
、
″
长度
″
、
″
宽度
″
、
″
厚度
″
、
″
上
″
、
″
下
″
、
″
前
″
、
″
后
″
、
″
左
″
、
″
右
″
、
″
竖直
″
、
″
水平
″
、
″
顶
″
、
″
底
″
、
″
内
″
、
″
外
″
、
″
顺时针
″
、
″
逆时针
″
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
便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
42.此外，术语
″
第一
″
、
″
第二
″
仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有
″
第一
″
、
″
第二
″
的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，
″
多个
″
的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.如图1-2所示，本实用新型提出的一种液氧甲烷轨姿控发动机，包括：
44.推进剂组通过第一管路3与分流装置2连通；通过推进剂组内储存推进剂；第一发动装置4和第二发动装置5分别通过第二管路6和第三管路7与分流装置2连通；且第一发动装置4通过第四管路8与推进剂组连通；通过推进剂组向分流装置2内输送推进剂，并在分流装置2的位置对推进剂进行分流，将推进剂分流到第二管路6和第三管路7，并在第二管路6和第三管路7的传输下，分别进入到第一发动装置4和第二发动装置5，作为第一发动装置4和第二发动装置5的动力源；喷射组9通过第五管路10与第二发动装置5连接；当第二发动装置5燃烧后产生动力，产生动力期间产生的气体会经喷射组9喷出，产生相应的推力；本发明中，优选的分流装置2为三通电磁阀；
45.本发明中，第一发动装置4为产生轨道控制；第二发动装置5为产生姿态控制；这样通过第一发动装置4和第二发动装置5的配合，控制飞行器的飞行轨迹；
46.如图1所示，推进剂组包括第一推进剂部101和第二推进剂部102，且第一推进剂部101和第二推进剂部102分别通过第一管路3与分流装置2连通，且分别通过第四管路8与第一发动装置4连通；需要说明的是，本发明中，第一推进剂部101中存储为液态甲烷，第二推进剂部102中存储为液氧，通过使用液态甲烷和液氧作为推进剂无需使用氦气及使用氦气时的相关设备，降低了整体的复杂度；这样在进行推进剂传送时，分别将液态甲烷和液氧同时输送到分流装置2，并在分流装置2的作用下分别将液态甲烷和液氧传送到第二管路6和第三管路7，并在第二管路6和第三管路7继续传输下，分别将液态甲烷和液氧传送到第一发动装置4和第二发动装置5，供第一发动装置4和第二发动装置5使用；其中，
47.第一推进剂部101包括储箱111和增压隔板112，且储箱111分别与第一管路3和第四管路8连通；增压隔板112设置在储箱111内；通过增压隔板112将储箱111分成两个区域，具体为第一区域和第二区域，第一区域为与第二管路6连通的一端，且液态甲烷存储在第一区域内；第二区域为远离第二管路6的一端，且第二区域内存储有增压气体；本发明中，通过增压隔板112来分隔液态甲烷和增压气体，并通过增压隔板112的设置，能够使液态甲烷不易蒸发或汽化；且通过增压隔板112能够保证增压气体和液态甲烷的平衡，在使用的过程中不用将增压气体排出到外界；即通过第一发动装置4加热后的气体通过第四管路8进入到第二区域，并使储箱111内的增压气体量增加，增压气体推动增压隔板112进行移动，并推动第一区域内的液态甲烷进行向第一管路3中输送；
48.需要说明的是：第二推进剂部102的结构与第一推进剂部101相同，不同的是，第二推进剂部102中存储的为液氧；且第一推进剂部101和第二推进剂部102分别通过第一管路3
与分流装置2连通；且第一发动装置4分别通过第四管路8与第一推进剂部101和第二推进剂部102连通；
49.如图2所示，第一发动装置4包括第一燃烧室401、喷注器402和汽化器403，该第一燃烧室401分别与第二管路6和第四管路8连通；喷注器402设置在第一燃烧室401内；汽化器403设置在第一燃烧室401内壁上；第一推进剂部101和第二推进剂部102传送来的推进剂通过分流装置2分流后，经第二管路6进入到喷注器402，并通过喷注器402对液态甲烷和液氧进行混合后喷注到第一燃烧室401内，进行使用；且在第一燃烧室401内通过汽化器403使液态甲烷和液氧汽化形成气体；而在燃烧完成后，产生的气体会通过第四管路8进行传输，将产生的气体输送到推进剂组(通过第四管路8分别传输到第一推进剂部101和第二推进剂部102，并推动增压隔板112进行动作)；
50.另外，第四管路8上设置有第一电磁阀12，且第一电磁阀12置于第一发动装置4与推进剂组之间；具体的，本实用新型中设置有两个第一电磁阀12，分别设置在连通第一发动装置4与第一推进剂部101的第四管路8和连通第一发动装置4与第二推进剂部102的第四关路上；进而在使用阶段可以通过对第一电磁阀12的调节，控制进入到第一推进剂部101和第二推进剂部102的气量；
51.如图1所示，第二发动装置5包括蓄压室501、第二燃烧室502和常闭阀503，该蓄压室501与第五管路10连通；第二燃烧室502与蓄压室501连通，且通过第三管路7与分流装置2连通；常闭阀503设置在蓄压室501内；推进剂经分流装置2进入到第三管路7，并通过第三管路7进入到第二燃烧室502，推进剂在第二燃烧室502内进行燃烧，产生的气体经常闭阀503进入到蓄压室501，并根据需要进入到第五管路10进行后续的传输；另外，在第二发动装置5上还设置有火花塞504，通过控制第二燃烧室502的启动，具体的，火花塞504设置在第二燃烧室502上；
52.另外，喷射组9包括第二电磁阀901和若干喷管902，该第二电磁阀901与第五管路10连通；若干喷管902分别与第二电磁阀901连通；即第二发动装置5内的蓄压室501内的气体会经第五管路10进入到第二电磁阀901，并通过第二电磁阀901的控制进入到若干喷管902，可以通过第二电磁阀901控制进入到不同喷管902的气量，具体的以实际为准；且在本实用新型中，喷管902的数量根据需要而定，本实用新型中，优选为三个；
53.实际使用阶段，可以通过外加设备的方式控制第一推进剂部101和第二推进剂部102中推进剂的流量，而为降低整体的复杂度，本实用新型中，优选的在第一管路3上设置有电动泵11，且电动泵11置于推进剂组和分流装置2之间；具体的，电动泵11为两个，分别设置在连通分流装置2与第一推进剂部101的第一管路3上和连通分流装置2与第二推进剂部102的第一管路3上；这样，在使用的过程中可以通过电动泵11控制第一推进剂部101和第二推进剂部102内推进剂的流量。
54.本实用新型的技术方案通过推进剂组和分流装置2的配合，可以精确调整推进剂混合比和在大范围进行可变推力调节；且通过推进剂组的使用，无需使用氦气增压，能够减少氦气瓶和氦气的使用；且通过分流装置2和推进剂组的配合，能够向第一发动装置4和第二发动装置5中提供足够的推进剂，并保证第一发动装置4和第二发动装置5燃烧室内的压力；提高整体的推力；且分别通过第一管路3、第二管路6、第三管路7、第四管路8和第五管路10的配合连接，使整体连接更加简单，进一步降低整体的质量。
55.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。