喷气推进装置
本发明涉及航天装备领域，尤其涉及一种喷气推进装置，包括：燃烧室，喷管，包含燃料冷却单元、相变冷却单元以及气体冷却单元的冷却模块，用以采集推进速度信息、采集喷管外侧温度信息、采集喷管应变信息以及采集气体存储罐压强的采集模块，以及用以根据推进状态评价值判定对应推进状态以及热保护策略的控制模块，提高了喷气推进装置的散热性能和寿命。
发明专利
CN202410609366.2
2024-05-15
CN118442199A
2024-08-05
F02K1/78(2006.01)
空天知行合一(温州)航天科技有限公司
陈磊;刘慧
325000 浙江省温州市瓯海区郭溪街道西陶路12号园区第7幢第1-2层
北京翔石知识产权代理事务所(普通合伙)
刘翔
浙江;33
1.一种喷气推进装置，其特征在于，包括： 燃烧室； 喷管，其与所述燃烧室相连，包括设置在燃烧室输出端的喷管收缩段和设置喷管收缩段远离燃烧室一端的喷管扩张段； 冷却模块，其与所述喷管扩张段相连，包括燃料冷却单元、相变冷却单元以及气体冷却单元； 所述燃料冷却单元包括周向等间距设置在喷管内部的若干燃料通道，设置在燃料通道输入端的燃料控制阀，燃料通道的输出端与所述燃料喷射器相连； 所述相变冷却单元包括周向等间距设置在喷管外部的若干液冷通道，设置在液冷通道输出端用以存储汽化后的冷却液的气体存储罐，设置在气体存储罐输出端的第一压缩机，设置在第一压缩机输出端用以对压缩后的冷却液降温的散热器，液冷通道的输入端与散热器的输出端相连； 所述气体冷却单元包括周向等间距设置在喷管外部的若干风冷通道，设置在风冷通道输入端的第二压缩机，风冷通道的输出端设置有风门，风门口设置有风门阀； 采集模块，用以采集喷气推进装置的运行参数，包括用以采集推进速度信息的第一采集单元，用以采集喷管外侧温度信息的第二采集单元，用以采集喷管应变信息的第三采集单元以及用于采集气体存储罐压强的第四采集单元； 控制模块，其分别与所述采集模块和所述冷却模块相连，用以根据推进状态评价值判定对应推进状态以及热保护策略。 2.根据权利要求1所述的喷气推进装置，其特征在于，所述液冷通道和所述风冷通道沿所述喷管外部交替设置。 3.根据权利要求2所述的喷气推进装置，其特征在于，所述控制模块基于推进状态评价值分别与第一预设评价阈值和第二预设评价阈值的比对确定所述推进状态；所述推进状态包括起始推进状态，常时推进状态以及极限推进状态。 4.根据权利要求3所述的喷气推进装置，其特征在于，所述热保护策略包括： 在起始推进状态下，关闭所述第一压缩机和所述第二压缩机； 在常时推进状态下，开启并使用常时功率运行所述第一压缩机，以及，根据所述气体存储罐的压强判定是否对第一压缩机的常时功率进行调节； 在极限推进状态下，使用第一极限功率运行所述第一压缩机，开启并使用第二极限功率运行第二压缩机，以及，根据所述采集喷管的应变率判定是否对风门的大小进行调节。 5.根据权利要求4所述的喷气推进装置，其特征在于，所述推进状态评价值基于所述推进速度和所述喷管外侧温度共同确定。 6.根据权利要求5所述的喷气推进装置，其特征在于，所述控制模块在第一预设条件下修正第一预设评价阈值和第二预设评价阈值； 所述第一预设条件为所述喷管的外侧的升温速率大于预设升温速率阈值。 7.根据权利要求6所述的喷气推进装置，其特征在于，所述第一预设评价阈值和所述第二预设评价阈值的修正幅度与升温速率差值正关联；所述升温速率差值为所述升温速率与所述预设升温速率阈值之间的差值。 8.根据权利要求7所述的喷气推进装置，其特征在于，所述控制模块在所述气体存储罐压强大于预设压强阈值的条件下增大所述第一压缩机的常时功率。 9.根据权利要求8所述的喷气推进装置，其特征在于，所述第一压缩机的常时功率的增加幅度与压强差值正关联；所述压强差值为所述气体存储罐压强与预设压强阈值之间的差值。 10.根据权利要求9所述的喷气推进装置，其特征在于，所述控制模块在所述应变率大于预设应变率阈值的条件下基于所述应变率与预设应变率阈值之间的差值将各所述风门减小至对应通风流量值。