[发明专利]一种液体火箭发动机及其推力控制方法、装置和运载火箭

说明书

本申请公开了一种火箭发动机及其推力控制方法、装置和运载火箭，该方法和装置应用于液体火箭发动机，液体火箭发动机设置有涡轮泵、燃气发生器和推力室以及阀门等组合件，并在用于向燃气发生器输送氧化剂的第一支路上设置有推力调节阀。该推力控制方法具体为获取液体火箭发动机推力室的当前压力；根据推力室当前压力和当前所需的目标压力进行计算，得到推力调节阀开度调节参数；根据开度调节参数对推力调节阀的开度进行调节，以使推力调节阀的开度达到目标开度。通过对推力调节阀的开度的调节，可以实现对发动机流量的调节，从而实现对推力的调节，通过对推力的调节即可实现运载火箭的弹道优化和箭体回收。

技术领域

本申请涉及航天技术领域，更具体地说，涉及一种液体火箭发动机及其推力控制方法、装置和运载火箭。

背景技术

目前国内国外主要的大推力火箭的发送机一般采用液体火箭发动机，其通过双元液体燃料的燃烧实现推力输出。然而，目前的液体火箭发动机的推力都只能恒推力输出，无法对推力进行调节实现运载火箭的弹道优化和箭体的回收，从而使目前航天发射的发射成本居高不下。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种液体火箭发动机及其推力控制方法、装置和运载火箭，用于对运载火箭上的液体火箭发动机的推力进行调节，通过对推力调节实现运载火箭的弹道优化和箭体回收。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种推力控制方法，应用于液体火箭发动机，所述液体火箭发动机设置有涡轮泵、燃气发生器和推力室，所述涡轮泵包括连接在一起的第一泵、第二泵和涡轮，所述第一泵的出口通过第一管路与所述推力室连通，所述第一管路还通过第一支路与所述燃气发生器连通，所述第一支路上设置有推力调节阀，所述第二泵的出口通过第二管路与所述推力室连通，所述第二管路还通过第二支路与所述燃气发生器连通，所述燃气发生器用于输出推动所述涡轮的燃气，所述推力控制方法包括步骤：

获取所述液体火箭发动机的当前压力；

根据所述当前压力和当前所需的目标压力进行计算，得到开度调节参数；

根据所述开度调节参数对所述推力调节阀的开度进行调节，以使所述推力调节阀的开度达到目标开度。

可选的，所述根据所述当前推力和当前所需的目标推力进行计算，包括步骤：

计算所述当前推力与所述目标推力的压力偏差；

对所述压力偏差进行PID计算，得到所述目标开度；

基于所述推力调节阀的当前开度和所述目标开度进行计算，得到所述开度调节参数。

可选的，所述第一泵为氧化剂泵或者燃料泵，其中：

所述氧化剂泵用于在所述涡轮的推动下将氧化剂分别泵入所述推力室和所述燃气发生器；

所述燃料泵用于将在所述涡轮的推动下将燃料分别泵入所述推力室和所述燃气发生器。

可选的，还包括步骤：

当所述目标压力与所述当前压力之间的差值小于预设控制精度时，停止对所述开度的调节。

一种推力控制装置，应用于液体火箭发动机，所述液体火箭发动机设置有涡轮泵、燃气发生器和推力室，所述涡轮泵包括连接在一起的第一泵、第二泵和涡轮，所述第一泵的出口通过第一管路与所述推力室连通，所述第一管路还通过第一支路与所述燃气发生器连通，所述第一支路上设置有推力调节阀，所述第二泵的出口通过第二管路与所述推力室连通，所述第二管路还通过第二支路与所述燃气发生器连通，所述燃气发生器用于输出推动所述涡轮的燃气，所述推力控制装置包括：

压力获取模块，用于获取所述液体火箭发动机的当前压力；