[发明专利]低温推进系统

说明书

本申请公开了一种低温推进系统。该低温推进系统包括第一贮箱和第二贮箱，所述第一贮箱的出口设有第一隔离阀，所述第二贮箱的出口设有第二隔离阀，还包括：内燃机、姿控发动机、沉底发动机以及变轨发动机，本申请解决了低温推进系统容易出现推进剂浪费的技术问题。本申请简化了姿控发动机单独的推进剂供应系统和增压系统，减轻了推进系统的干重。此外，通过利用蒸汽冷却屏内的推进剂蒸汽作为燃料电池工质，并利用内燃机驱动发电机，缓解了推进系统工作的用电需求。

技术领域

本申请涉及液体火箭推进系统领域，具体而言，涉及一种低温推进系统，可以应用于上面级、卫星、飞船、星际探测器及空间站。

背景技术

低温推进剂由于其比冲高、无毒无污染、价格相对低廉等特点，成为进入空间及轨道、月球及深空探测航天器的首选推进剂。

发明人发现，低温推进剂虽然性能高，但是由于沸点低，极易蒸发，难以贮存。在飞行过程中，为了保证推进剂贮箱的安全，需要将蒸发的气态推进剂排出贮箱外，导致推进剂的浪费以及干扰飞行姿态。考虑到航天器在空间由于受到太阳辐射、地球红外辐射、行星反照等空间热环境的影响，因此缺少对于长期在轨低的温推进系统。此外，该类航天器的主推进系统、姿态控制系统、推进剂供应系统和电力系统设计为各自独立的系统，造成系统复杂、部分功能组件过渡冗余、推进剂和增压气体利用率降低。

针对相关技术中低温推进系统容易出现推进剂浪费的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种低温推进系统，以解决低温推进系统容易出现推进剂浪费的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种低温推进系统。

根据本申请的低温推进系统包括：第一贮箱和第二贮箱，所述第一贮箱的出口设有第一隔离阀，所述第二贮箱的出口设有第二隔离阀，还包括：内燃机、姿控发动机、沉底发动机以及变轨发动机，所述第一贮箱中的燃料通过所述第一隔离阀分隔为两路，第一路供应所述内燃机；第二路中的第一部分用于作为燃料蒸汽重新进入所述第一贮箱；另一路中的第二部分用于作为所述变轨发动机的工质；以及所述第二贮箱中的氧化剂通过所述第二隔离阀分隔为两路，第三路用于作为氧化剂蒸汽重新进入所述第二贮箱；第四路的第一部分用于供应内燃机，第四路的第二部分用于作为变轨发动机的工质。

进一步地，所述第一贮箱设有推进剂管理装置、贮箱壳体、蒸汽冷却屏和多层绝热材料；所述第一贮箱从内到外依次包括：贮箱壳体、蒸汽冷却屏以及多层绝热材料；所述推进剂管理装置设置于所述所述第一贮箱内；所述贮箱壳体和蒸汽冷却屏之间由低温隔热支承连接。

进一步地，所述第一贮箱中推进剂蒸汽一部分进入所述蒸汽冷却屏，另一部分用于作为所述姿控发动机的工质。

进一步地，所述蒸汽冷却屏内的推进剂蒸汽一部分用于作为冷却所述第一贮箱内的推进剂，另一部分用于作为燃料电池的工质，所述燃料电池用于对所述姿控发动机上的电磁阀供电。

进一步地，所述第二贮箱设有推进剂管理装置、贮箱壳体、蒸汽冷却屏和多层绝热材料；所述第二贮箱从内到外依次包括：贮箱壳体、蒸汽冷却屏以及多层绝热材料；所述推进剂管理装置设置于所述所述第二贮箱内；所述贮箱壳体和蒸汽冷却屏之间由低温隔热支承连接。

进一步地，所述第二贮箱中推进剂蒸汽一部分进入所述蒸汽冷却屏，另一部分用于作为所述姿控发动机的工质。

进一步地，所述蒸汽冷却屏内的推进剂蒸汽一部分用于作为冷却所述第二贮箱内的推进剂，另一部分用于作为燃料电池的工质，所述燃料电池用于对所述姿控发动机上的电磁阀供电。