一种高低压气瓶组合的氮气推进系统的制作方法

本技术涉及航天发动机领域，具体涉及一种高低压气瓶组合的氮气推进系统。

背景技术：

1、氮气推进系统是氮气以压缩的形式贮存在高压容器中，高压氮气由喷管加速喷出，将气体质量和速度直接转化为冲量的系统。这种氮气推进系统广泛应用于运载器的姿态控制和卫星轨道控制，同时在大吨位的飞行器spacex星舰中也有应用。

2、传统氮气推进系统往往采用落压式或恒压式方案。其中，在落压式方案中，为了减少气瓶数量，气瓶初始压力往往比较高。在飞行过程中，喷管推力随气瓶压力降低而降低，对飞船姿态控制带来很大不利。在恒压式方案中，气瓶初始压力较高，需要采用多级减压阀实现高落压比，使得系统方案复杂，可靠性较低。

3、为降低系统的复杂度，提高工作的可靠性，设计一种高低压气瓶组合的氮气推进系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高低压气瓶组合的氮气推进系统。

2、本实用新型提供一种高低压气瓶组合的氮气推进系统，包括：高压气瓶、低压气瓶和推力装置；所述高压气瓶用于存储高压氮气，所述高压气瓶通过高压管路与所述低压气瓶连通；所述高压管路设置高压电磁阀，所述高压电磁阀用于控制所述高压管路的通断；所述低压气瓶用于对氮气进行存储和缓冲；所述推力装置包括推力阀和喷管；所述低压气瓶还用于通过供气管路与所述喷管连通向所述推力装置提供氮气，以使所述喷管通过排气产生推力；所述供气管路设置所述推力阀，所述推力阀用于控制所述供气管路的通断。

3、根据本实用新型的一个实施例，还包括与所述高压电磁阀电连接的控制单元，所述控制单元用于控制所述高压电磁阀开关。

4、根据本实用新型的一个实施例，在所述低压气瓶和所述推力装置之间，所述供气管路设置低压气瓶出口压力传感器；所述低压气瓶出口压力传感器用于测量所述低压气瓶出口的压力，并将压力值传输至所述控制单元；所述控制单元用于通过所述低压气瓶出口压力值，控制所述高压电磁阀开关。

5、根据本实用新型的一个实施例，在所述高压气瓶和所述高压电磁阀之间，所述高压管路设置高压气瓶出口压力传感器；所述高压气瓶出口压力传感器用于测量所述高压气瓶出口的压力，并将压力值传输至所述控制单元；所述控制单元用于通过所述低压气瓶出口压力值和所述高压气瓶出口压力值的差值，判断是否控制所述高压电磁阀处于常开状态。

6、根据本实用新型的一个实施例，在所述高压气瓶和高压电磁阀之间，所述高压管路设置加热片；所述加热片用于为所述高压管路加热，以提高所述高压管路和所述高压气瓶的温度和压力。

7、根据本实用新型的一个实施例，所述加热片为电加热片。

8、根据本实用新型的一个实施例，所述加热片采用太阳能电池。

9、根据本实用新型的一个实施例，包括多个并联的所述高压气瓶，通过所述高压管路向所述低压气瓶输送氮气。

10、根据本实用新型的一个实施例，所述推力装置包括姿控喷管和沉底喷管；所述姿控喷管用于为火箭提供俯仰和偏航控制力；所述沉底喷管用于为火箭提供沉底控制力。

11、根据本实用新型的一个实施例，还包括与所述推力装置并联的备份推力装置，用于对所述推力装置产生的推力进行补偿。

12、根据本实用新型的高低压气瓶组合的氮气推进系统，采用高低压气瓶组合的方式，使用低气压代替低气压瓶，简化了系统方案，降低了系统的复杂度，提高了工作可靠性。

13、应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

技术特征：

1.一种高低压气瓶组合的氮气推进系统，其特征在于，包括：高压气瓶、低压气瓶和推力装置；所述高压气瓶用于存储高压氮气，所述高压气瓶通过高压管路与所述低压气瓶连通；所述高压管路设置高压电磁阀，所述高压电磁阀用于控制所述高压管路的通断；所述低压气瓶用于对氮气进行存储和缓冲；所述推力装置包括推力阀和喷管；

2.根据权利要求1所述的氮气推进系统，其特征在于，还包括与所述高压电磁阀电连接的控制单元，所述控制单元用于控制所述高压电磁阀开关。

3.根据权利要求2所述的氮气推进系统，其特征在于，在所述低压气瓶和所述推力装置之间，所述供气管路设置低压气瓶出口压力传感器；所述低压气瓶出口压力传感器用于测量所述低压气瓶出口的压力，并将压力值传输至所述控制单元；所述控制单元用于通过所述低压气瓶出口压力值，控制所述高压电磁阀开关。

4.根据权利要求3所述的氮气推进系统，其特征在于，在所述高压气瓶和所述高压电磁阀之间，所述高压管路设置高压气瓶出口压力传感器；所述高压气瓶出口压力传感器用于测量所述高压气瓶出口的压力，并将压力值传输至所述控制单元；所述控制单元用于通过所述低压气瓶出口压力值和所述高压气瓶出口压力值的差值，判断是否控制所述高压电磁阀处于常开状态。

5.根据权利要求1所述的氮气推进系统，其特征在于，在所述高压气瓶和高压电磁阀之间，所述高压管路设置加热片；所述加热片用于为所述高压管路加热，以提高所述高压管路和所述高压气瓶的温度和压力。

6.根据权利要求5所述的氮气推进系统，其特征在于，所述加热片为电加热片。

7.根据权利要求6所述的氮气推进系统，其特征在于，所述加热片采用太阳能电池。

8.根据权利要求1所述的氮气推进系统，其特征在于，包括多个并联的所述高压气瓶，通过所述高压管路向所述低压气瓶输送氮气。

9.根据权利要求1所述的氮气推进系统，其特征在于，所述推力装置包括姿控喷管和沉底喷管；所述姿控喷管用于为火箭提供俯仰和偏航控制力；所述沉底喷管用于为火箭提供沉底控制力。

10.根据权利要求1所述的氮气推进系统，其特征在于，还包括与所述推力装置并联的备份推力装置，用于对所述推力装置产生的推力进行补偿。

技术总结本技术提供一种高低压气瓶组合的氮气推进系统，包括：高压气瓶、低压气瓶和推力装置；所述高压气瓶用于存储高压氮气，所述高压气瓶通过高压管路与所述低压气瓶连通；所述高压管路设置高压电磁阀，所述高压电磁阀用于控制所述高压管路的通断；所述低压气瓶用于对氮气进行存储和缓冲；所述推力装置包括推力阀和喷管；所述低压气瓶还用于通过供气管路与所述喷管连通向所述推力装置提供氮气，以使所述喷管通过排气产生推力；所述供气管路设置所述推力阀，所述推力阀用于控制所述供气管路的通断。该氮气推进系统能够降低系统的复杂度，提高工作可靠性。技术研发人员：陈航,李纯飞,易秀宇,张春本,王菊金,李晨受保护的技术使用者：陕西蓝箭航天技术有限公司技术研发日：20231115技术公布日：2024/6/5