起动装置、动力系统、飞行器及动力系统的起动方法与流程

本申请涉及航空航天，具体而言，本申请涉及一种起动装置、动力系统、飞行器及动力系统的起动方法。

背景技术：

1、随着商业航天需求不断增加，国内外正进行多款运载火箭的研发。由于液体火箭推进剂具有成本低、运载能力强等特点，使得液体火箭成为目前主流的运载火箭系统方案。

2、为了降低火箭发射成本，采用可回收式运载火箭，随着回收、发射次数的递增，可将火箭制造成本和发射成本有效降低。为保证运载火箭回收使用，发动机需采用多次起动技术。

3、现有发动机多次起动，常采用多套火工品并联方案，每次起动时使用一套火工品，但是，由于火药起动器的火药装药量大、安装复杂、成本高、工作环境恶劣等特点，不利于发动机多次起动，导致发动机多次起动的可靠性低。

技术实现思路

1、本申请针对现有方式的缺点，提出一种起动装置、动力系统、飞行器及动力系统的起动方法，用以解决相关技术存在的发动机多次起动的可靠性低的技术问题。

2、第一个方面，本申请实施例提供了一种起动装置，包括：

3、压力容器，用于盛装流体；

4、多个输送管路，压力容器的出口分别与多个输送管路的入口连通；

5、多个第一通断部件，一一对应设置在多个输送管路上，第一通断部件用于控制输送管路的导通或断开；

6、多个流量调节组件，一一对应设置在多个输送管路上并位于第一通断部件的下游，流量调节组件用于调节流经输送管路的流体流量；

7、多个输送管路的出口分别与待起动装置的入口连通；根据压力容器内流体压力大小，一次或多次选择性地打开多个第一通断部件中的至少一个，以导通对应的至少一个输送管路，并通过对应的至少一个流量调节组件调节流经该至少一个输送管路的流体的流量至预设范围，并输送至待起动装置，以一次或多次起动待起动装置。

8、可选地，流量调节组件包括孔板和第二通断部件，沿流体流动方向，第一通断部件、孔板和第二通断部件依次设置；

9、孔板用于调节流经输送管路的流体流量，第二通断部件具有使流体沿输送管路的入口指向出口方向流动的打开状态以及阻止流体沿输送管路的出口指向入口方向流动的关闭状态。

10、可选地，第一通断部件包括电磁阀，第二通断部件包括单向阀；和/或，

11、流体包括氮气、氦气和压缩空气中的至少一种。

12、可选地，起动装置还包括：

13、第一主管路，设置在压力容器和输送管路之间，第一主管路的入口与压力容器的出口连通，第一主管路的出口与多个输送管路的入口分别连通；和/或，

14、第二主管路，第二主管路的入口与多个输送管路的出口分别连通，第二主管路的出口与待起动装置的入口连通。

15、可选地，起动装置还包括输入管路，输入管路的入口与外部流体源连通，出口通过第一主管路与压力容器连通，用于向压力容器提供流体；

16、输入管路上设有至少一个控制部件，控制部件用于控制输入管路的通断或者控制流体在输入管路内的流动方向。

17、可选地，输入管路上设有两个控制部件，沿流体流动方向，第一个控制部件和第二个控制部件依次设置；第一个控制部件包括单向阀，具有使流体沿输入管路的入口指向出口方向流动的打开状态以及阻止流体沿输入管路的出口指向入口方向流动的关闭状态；第二个控制部件包括电磁阀，用于控制输入管路的导通或断开。

18、第二个方面，本申请实施例提供了一种动力系统，包括：

19、上述起动装置；

20、涡轮泵，涡轮泵的涡轮部作为待起动装置，起动装置的多个输送管路的出口分别与涡轮部的入口连通，以一次或多次地将流量在预设范围内的流体输送至涡轮部，涡轮部设有发生器点火器，发生器点火器用于点火，以一次或多次起动涡轮部；

21、推力室，与涡轮泵的泵部连接，泵部用于向推力室输送推进剂。

22、第三个方面，本申请实施例提供了一种飞行器，包括上述的动力系统。

23、第四个方面，本申请实施例提供一种上述的动力系统的起动方法，包括一个或多个起动阶段，以对动力系统进行一次或多次起动；

24、在起动阶段执行起动操作，起动操作包括：

25、打开至少一个第一通断部件，以导通对应的至少一个输送管路；

26、通过对应的至少一个流量调节组件，对自压力容器进入至少一个输送管路的流体进行流量调节至预设范围，并输送至涡轮泵的涡轮部；

27、涡轮部点火，涡轮部起动并带动涡轮泵的泵部旋转，将推进剂输送至推力室；

28、推力室点火，以对推进剂进行能量转化并产生推力。

29、可选地，第一次执行起动操作，包括：打开多个第一通断部件中的一个第一通断部件，使对应的一个输送管路导通；压力容器内的流体进入该输送管路，并通过设置在该输送管路上的流量调节组件将流量调节至预设范围；流体输送至涡轮部并点火使涡轮部起动并带动泵部旋转，泵部将推进剂增压后输送给推力室；推力室点火，将涡轮泵输送的推进剂转化为推力；和/或，

30、起动方法还包括补充阶段，在补充阶段执行补充操作，补充操作包括：导通输入管路，使外部流体经输入管路进入压力容器，以向压力容器补充流体。

31、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

32、通过本申请实施例的起动装置可以对待起动装置进行一次或多次起动。根据压力容器内气体工质压力大小，选择性地打开至少一个第一通断部件，以使对应的至少一个输送管路导通，压力容器输送的气体工质在导通的输送管路内流动，并通过各自对应的流量调节组件调节流经输送管路的气体工质的流量至预设范围，之后流量在预设范围内的气体工质输送至涡轮部，并点火使涡轮部的涡轮旋转，完成一次起动。通过多次执行上述操作，即可实现对待起动装置进行多次起动的目的。

33、本申请实施例采用气瓶向发动机提供起动时所需气体，可根据起动次数合理设置气瓶充气量，以满足发动机多次起动需求，可提高发动机多次起动的可靠性和操作便捷性，降低发动机多次起动成本。

34、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种起动装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述流量调节组件包括孔板和第二通断部件，沿流体流动方向，所述第一通断部件、所述孔板和所述第二通断部件依次设置；

3.根据权利要求2所述的起动装置，其特征在于，所述第一通断部件包括电磁阀，所述第二通断部件包括单向阀；和/或，

4.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的起动装置，其特征在于，还包括输入管路，所述输入管路的入口与外部流体源连通，出口通过第一主管路与所述压力容器连通，用于向所述压力容器提供流体；

6.根据权利要求5所述的起动装置，其特征在于，所述输入管路上设有两个控制部件，沿流体流动方向，第一个控制部件和第二个控制部件依次设置；

7.一种动力系统，其特征在于，包括：

8.一种飞行器，其特征在于，包括权利要求7所述的动力系统。

9.一种权利要求7所述的动力系统的起动方法，其特征在于，包括一个或多个起动阶段，以对动力系统进行一次或多次起动；

10.根据权利要求9所述的起动方法，其特征在于，

技术总结本申请提供了一种起动装置、动力系统、飞行器及动力系统的起动方法。该起动装置包括压力容器、输送管路、第一通断部件和流量调节组件，压力容器的出口分别与多个输送管路的入口连通；第一通断部件和流量调节组件分别一一对应设置在输送管路上，第一通断部件用于控制输送管路的通断，流量调节组件用于调节流体流量；多个输送管路的出口分别与待起动装置的入口连通；根据压力容器内流体压力大小，一次或多次选择性地打开至少一个第一通断部件以导通对应的输送管路，并通过对应的流量调节组件调节流体的流量至预设范围，并输送至待起动装置，以一次或多次起动待起动装置。本申请实现了提高发动机多次起动的可靠性的目的。技术研发人员：王敏杰,刘百奇,刘建设,姜映福,何建华,丁海洋,吴洋洲,张宜奎,王清华,成浩受保护的技术使用者：北京星河动力装备科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23