气动增压器技术及其在空间推进系统的应用

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1、第41卷第3期火箭推进V01．41，№．32015年6月JOURNALOFROCKETPROPULSIONJun．2015气动增压器技术及其在空间推进系统的应用申智帅1一，阮海军1，2(1．上海空间推进研究所，上海2011122．上海空间发动机工程技术研究中心，上海201112)摘要：液体火箭发动机用气动增压器技术在航天器推进系统中的应用，产生了一种全新的推进系统一气动增压式推进系统。介绍了气动增压器技术，分析了气动增压器技术应用于空间推进系统的优势和关键技术，并展望了应用前景。关键词：液体火箭发动机；气动增压器技术；研究进展；关键技术；空间推进中图分类号：V434-34文献标识码：A文章编

2、号：1672—9374f2015)03—0015—06PneumopumptechnologyanditsapplicationinspacepropulsionsystemSHENZhi—shuail一，RUANHai-junl'2(1．ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai2012，China2．ShanghaiEngineeringResearchCenterofSpaceEngine，Shanghai201112，China)Abstract：Theapplicationofpneumopumptechnologyforliquidro

3、cketengineinspacepropulsionsystemhasforcedanimplementationofabrandnewpropellantsupplymode，thatis，pneumopumpspacepropulsionsystem，whichisagreatinnovationinpropellantsupplysystemforliquidrocket．Pneumopumptechnologyisintroducedinthispaper．Thekeytechnologiesandadvantagesofpneumopumptechnologyareanalyse

4、d．Thepotentialapplicationsofpneumopumptechnologyinspacepropulsionsystemarediscussed．Keywords：liquidpropellantrocketengine；pneumopumptechnology；researchevolution；keytechnology；spacepropulsiono引言磊蓑差萎荔蓑誓歪；中嚣霎荬差篓萎蓁#翥蓄嚣莩随着航天技术的发展和任务变化，航天器总遍采用的泵压式推进系统和挤压式推进系统，若体设计对推进系统提出了越来越高的要求，推进要满足总体的技术指标要求，可能会增加系统复系统

5、呈现出轻质、小体积和高性能的发展趋势。杂性和难度。为解决液体火箭发动机推进系统的收稿日期：2014—12—15；修回日期：2015—02—23基金项目：上海市科学技术委员会资助课题(13DZ2250600)作者简介：申智帅(1989一)，男，硕士研究生，研究领域为航空宇航推进理论与工程!!．———丝篁苎』二————————二型些功能、质量、尺寸及可靠性、安全性之间的矛盾，需要寻求一种全新的解决途径。气动增压器技术应用于空间推进系统后，将会产生一种全新的推进系统——气动增压式推进系统。气动增压式推进系统不同于传统的泵压式系统和挤压式系统，它同时具备泵压式系统和挤压式系统的优点，既具备高性能，又

6、能多次工作，并且系统简单。这种先进的气动增压式液体火箭发动机推进系统可以解决航天技术发展过程中出现的上述问题。气动增压式推进系统的工作原理：利用气动增压器通过消耗有限的高压气体，将推进剂从低压贮箱增压后提供给发动机，实现发动机高室压工作，提高发动机的比冲。1气动增压器技术气动增压器是气动增压推进系统的关键组件之一，其作用是将贮箱的低压推进剂增压，达到所需的发动机人口压力要求，增压能量来自高压的增压气体，增压气体驱动活塞运动后排出。气动增压器主要包括气动分配器、两组气动气压缸、换向阀、单向阀等组件。每组气动气压缸包括1个氧化剂活塞、1个燃料活塞和1个气体活塞，3个活塞之间刚性连接。气动增压器的

7、工作原理如下：增压气体进入气动分配器，通过气动分配器的调节，依次向气动气压缸气体活塞的4个气腔供气，作用在气体活塞上的高压气体推动活塞运动；气体活塞与氧化剂活塞、燃料活塞刚性连接，通过活塞移动产生出口压力；推进剂经过活塞运动增压后，通过阀门的开关，输m高压推进剂，同时消耗部分增压气体。气动增压器往复运动，可连续不断地输出高压推进剂。刚性连接可以保证推进剂的精确混合比。气动增压器工作原理简图如图1所示。图中，O