一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统和方法与流程
本发明涉及航天器液体推进系统的，具体地，涉及一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统和方法。
背景技术：
1、近年来，深空探测领域成为航天发展的热点。深空探测任务从探月、探火逐步向更进一步的深空领域发展，如小行星探测、木星探测、太阳边际探测等。以上探测任务的周期越来越长，如小行星探测任务其飞行的周期达到了10年，因此对于航天器推进系统的长寿命要求日益增强。
2、推进系统为实现减重、提高排放效率，通常在贮箱的选取上，会考虑成熟的表面张力贮箱方案，但是区别与金属膜片贮箱，表面张力贮箱的气路是没有隔离的，因此其氧燃气路的可靠隔离成为了影响推进系统长寿命在轨的关键因素之一。
3、通常在推进系统的氧燃气路会设置单向流动管理装置、低压流体管理装置来实现氧燃推进剂贮箱气路的可靠隔离，但是以上仅仅是从系统配置上提高了产品的可靠性，在此基础上，还需要进一步从在轨应用的层面进一步提高推进系统氧燃气路的可靠性安全性，以满足日益增长的航天器长寿命在轨要求。
4、因此，急需要一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统和方法，从产品和在轨应用层面来保证航天器在轨氧燃气路长期工作的可靠性。
5、因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统和方法。
2、根据本发明提供的一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，所述方法包括如下步骤：
3、步骤s1：在航天器变轨前，打开低压流体管理装置，完成推进氧燃推进剂容器的补压，补压后立即关闭氧燃低压流体管理装置；
4、步骤s2：在轨控发动机工作前，打开姿控发动机进行推进剂沉底，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，随后开启氧化剂路、燃料路单向流动管理装置；
5、步骤s3：在轨控发动机工作结束后，关闭氧燃路低压流体管理装置；
6、步骤s4：轨控发动机不工作期间，氧燃路低压流体管理装置保持关闭，选取姿控发动机工作压力；如果系统工作压力下降至姿控发动机无法满足工作需要，则对氧燃推进剂存贮容器进行短时补压；
7、步骤s5：当轨控发动机最后一次工作结束后，对氧燃推进剂存贮容器进行补压至满压状态后，随后起爆氧燃路常开式电爆装置，该装置起爆后，原来常开的通路切换为常闭。
8、优选地，所述步骤s3中，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，通过控制系统程控实现和通过地面上注延时指令实现。
9、优选地，控制系统在程序中提前设定，在姿控发动机沉底工作后的预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令；
10、地面提前注入延时指令，以控制系统发出姿控发动机点火为起始时刻，延迟预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令。
11、优选地，所述步骤s4中，姿控发动机的工作压力在系统不补压的情况下，压力偏低，通过地面试验考核拉偏，发动机进行工作。
12、优选地，所述步骤s5中，短时补压的时间根据系统热试车和仿真共同确定。
13、本发明还提供一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，所述系统包括如下模块：
14、模块m1：在航天器变轨前，打开低压流体管理装置，完成推进氧燃推进剂容器的补压，补压后立即关闭氧燃低压流体管理装置；
15、模块m2：在轨控发动机工作前，打开姿控发动机进行推进剂沉底，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，随后开启氧化剂路、燃料路单向流动管理装置；
16、模块m3：在轨控发动机工作结束后，关闭氧燃路低压流体管理装置；
17、模块m4：轨控发动机不工作期间，氧燃路低压流体管理装置保持关闭，选取姿控发动机工作压力；如果系统工作压力下降至姿控发动机无法满足工作需要，则对氧燃推进剂存贮容器进行短时补压；
18、模块m5：当轨控发动机最后一次工作结束后，对氧燃推进剂存贮容器进行补压至满压状态后，随后起爆氧燃路常开式电爆装置，该装置起爆后，原来常开的通路切换为常闭。
19、优选地，所述模块m3中，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，通过控制系统程控实现和通过地面上注延时指令实现。
20、优选地，控制系统在程序中提前设定，在姿控发动机沉底工作后的预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令；
21、地面提前注入延时指令，以控制系统发出姿控发动机点火为起始时刻，延迟预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令。
22、优选地，所述模块m4中，姿控发动机的工作压力在系统不补压的情况下，压力偏低，通过地面试验考核拉偏，发动机进行工作。
23、优选地，所述模块m5中，短时补压的时间根据系统热试车和仿真共同确定。
24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
25、1、本发明从产品系统配置上提供了多重的冗余，通过单向流体管理装置、低压流体管理装置、常开式电爆管理装置三道冗余，进一步提高了航天器推进系统氧燃气路隔离的可靠性；
26、2、本发明从在轨使用策略上提出了优化的使用解决方案，通过变轨前阀门开关时序优化、短时补压、择机起爆常开式电爆管理装置等措施，进一步提高了航天器推进系统氧燃气路隔离的可靠性；
27、3、本发明通过提高推进系统氧燃气路隔离的可靠性，保证了航天器在轨的可靠性，为航天器更长寿命的在轨应用奠定了技术基础，本发明可以广泛应用于卫星、深空探测、载人航天领域。
技术特征：
1.一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，其特征在于，所述步骤s3中，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，通过控制系统程控实现和通过地面上注延时指令实现。
3.根据权利要求2所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，其特征在于，控制系统在程序中提前设定，在姿控发动机沉底工作后的预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令；
4.根据权利要求1所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，其特征在于，所述步骤s4中，姿控发动机的工作压力在系统不补压的情况下，压力偏低，通过地面试验考核拉偏，发动机进行工作。
5.根据权利要求1所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的方法，其特征在于，所述步骤s5中，短时补压的时间根据系统热试车和仿真共同确定。
6.一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，其特征在于，所述系统包括如下模块：
7.根据权利要求6所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，其特征在于，所述模块m3中，在沉底过程中，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，通过控制系统程控实现和通过地面上注延时指令实现。
8.根据权利要求7所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，其特征在于，控制系统在程序中提前设定，在姿控发动机沉底工作后的预设时间后，通知推进驱动管理单元，开始执行氧化剂路、燃料路低压流体管理装置的开启指令；
9.根据权利要求6所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，其特征在于，所述模块m4中，姿控发动机的工作压力在系统不补压的情况下，压力偏低，通过地面试验考核拉偏，发动机进行工作。
10.根据权利要求6所述的提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统，其特征在于，所述模块m5中，短时补压的时间根据系统热试车和仿真共同确定。
技术总结
本发明提供了一种提高航天器推进系统氧燃气路可靠隔离的系统和方法，包括：打开低压流体管理装置，完成推进氧燃推进剂容器的补压，补压后立即关闭氧燃低压流体管理装置；打开姿控发动机进行推进剂沉底，打开气路氧化剂路、燃料路低压流体管理装置，随后氧化剂路、燃料路单向流动管理装置开启；通过姿控发动机额定工作压力的合理选取，不进行氧燃存贮容器的补压；如果系统工作压力下降至姿控发动机无法满足工作需要，则对氧燃推进剂存贮容器进行短时补压；对氧燃推进剂存贮容器进行补压至满压状态后，以保证后续姿控发动机的工作需求，随后起爆氧燃路常开式电爆装置，该装置起爆后，原来常开的通路切换为常闭，可以保证低压气路的长期可靠隔离。
技术研发人员：潘一力,汪卉,周一彬,仲明,蔡晓宇,陈鹏,朱鹏程,孙迎霞,刘锋
受保护的技术使用者：上海空间推进研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23