[发明专利]小推力液体姿控发动机机组的流阻调节装置

说明书

本发明提供了一种小推力液体姿控发动机机组的流阻调节装置，包括推力室壳体槽道、Z字形环状节流孔板和电磁阀，所述推力室壳体槽道上设置有推进剂进口孔和出口孔，并设置有用于安装Z字形环状节流孔板的推力室阀前环形集液腔，所述阀前环形集液腔处于电磁阀进口之前，所述电磁阀后可选择性安装阀后节流孔板。本发明具有深度节流的能力，且具有整流效果好、结构紧凑、抑制水击、工艺性好的特点。

技术领域

本发明涉及一种小推力液体姿控发动机机组的流阻调节装置。

背景技术

流体流阻调节的主要内容是通过特定的调节手段，实现流体元器件工作参数的调整、流量测量、水击抑制以及元器件流动特性个体差异补偿和匹配等。

近年来，南京工业大学研究了多路换向阀中异形阀口的节流特性，其中U形阀口在开度较大时容易发生流量饱和，而V形阀口对流量的可控性较强。同济大学在对比研究了多种异形节流截面形状后，提出了一种新型圆柱形变截面缓冲结构，研究表明，该结构具有缓冲效果好、设计计算方便、结构简单、加工方便的优点，能够应用于大多数液压油缸的设计。在化工领域，天津化工设计院针对大尺度管道流动，基于传统标准单孔孔板结构，开展了多孔孔板的研究，通过增设函数孔，形成流动的对称结构，抑制了涡流，从而提高流场的稳定性，降低流动的振动和噪声。在航天器空间推进技术领域，目前相关的研究工作主要集中在气路减压阀的研究上，气路减压阀是设计非常巧妙的气体节流与控制组件，通过高压腔、低压腔以及低压调节腔的设计，形成压力反馈机制，自动实现高压气体的节流和稳定。关于液路节流孔板的研究极少，各型号大多采用标准单孔孔板结构，根据具体的安装形式，设计合适的外圆尺寸、孔板厚度，根据节流参数，设计合理的节流孔孔径和长径比，必要时在孔板外缘集成设计螺纹安装结构。上海空间推进研究所针对某小推力发动机模块机组，进行了节流孔板安装形位公差的研究，得到了特定结构下，孔板两端面平行度、安装间隙大小等参数对节流稳定性的影响。上海空间推进研究所以某型号大批量生产需求为牵引，开展了节流孔流阻影响因素的分析与试验，结果显示节流孔径及其公差是影响流阻变化的主要因素，且当节流孔径逐渐增大时，孔径公差对流阻的影响越来越小，收严节流孔径的公差能提高节流圈流阻的一致性。

随着航天器日益向小型化、高精度、模块化、型谱化方向发展，传统的小推力液体姿控发动机机组液路节流孔板方案面临诸多挑战，比如，传统节流孔板，对于微小流量的适应性差，节流能力不足，孔板微小型化之后，调试操作的工艺性差，且节流的性能不稳定；传统节流孔板，无法实现深度节流，严重制约了发动机组件在不同型号之间的通用化；传统节流孔板，受其圆盘形外形的影响，一般安装在阀后，在高压系统中起不到弱化水击的作用，如果要安装在阀前，则需要专门的机械接口，结构复杂。迫切需要开发新型节流装置，满足航天器空间推进技术发展的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小推力液体姿控发动机机组的流阻调节装置，具有深度节流的能力，且具有整流效果好、结构紧凑、抑制水击、工艺性好的特点。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种小推力液体姿控发动机机组的流阻调节装置，包括推力室壳体槽道、Z字形环状节流孔板和电磁阀，所述推力室壳体槽道上设置有推进剂进口孔和出口孔，并设置有用于安装Z字形环状节流孔板的推力室阀前环形集液腔，所述阀前环形集液腔处于电磁阀进口之前，所述电磁阀后可选择性安装阀后节流孔板。

所述推进剂进口孔为一个细长孔，一端连接推进剂供应系统，一端与推力室阀前环形集液腔连通，推力室阀前环形集液腔是一个环形槽道，用于安装Z字形环状节流孔板，推进剂出口孔为两个小孔连接而成，两孔轴线成90度角。

所述推力室壳体槽道包括一个台阶孔结构的阀门安装槽。