一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统的制作方法

本发明涉及航天航空测试，尤其涉及一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统。

背景技术：

1、典型的姿控动力系统分为恒压挤压式系统和燃气自增压系统。其中，恒压挤压式系统由于需要携带高压气体，因此需要携带体积大、质量大的气瓶，其存在系统体积大重量大的缺点，同时携带高压气体，存在一定安全隐患。燃气自增压系统具有更高的安全性、使用维护性和轻质化等优点，广泛应用于姿轨控发动机，单组元催化分解燃气发生装置作为燃气自增压系统的核心部件，通过催化分解增压介质产生高温高压燃气为贮箱增压。

2、目前单组元催化分解燃气发生装置的性能考核主要是通过整机半系统或类推力室考核方式。

3、因此，亟需提供一种更为可靠的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，用于解决现有整机半系统考核系统复杂需要配套零组件较多，无法满足可靠性试车需求，以及类推力室考核方式只能模拟定流量条件下的工作性能，考核不能覆盖燃气发生装置实际工作模式的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，系统至少包括：

4、气源、推进剂贮箱、控制阀、燃气发生装置以及排放阀；

5、所述气源与所述推进剂贮箱连接，试验系统通过所述气源调整不同系统压力，所述气源提供恒压气体进入所述推进剂贮箱；

6、所述推进剂贮箱与所述控制阀第一端连接，控制阀第二端与所述燃气发生装置相连，通过所述控制阀控制推进剂进入所述燃气发生装置，为所述试验系统增压，达到额定需求压力；

7、通过控制所述控制阀和所述排放阀的开闭状态以及开闭时长考核所述燃气发生装置在各种工作状态下对应的工作性能；所述工作状态至少包括：额定压差起动、大流量状态、小流量状态、零流量状态、长程工作状态、脉冲工作状态以及热待机状态。

8、可选的，系统还包括：

9、单向阀以及气瓶；所述气瓶与所述单向阀连接，所述单向阀设置在控制阀第二端与所述燃气发生装置之间的支路上；

10、所述试验系统通过所述单向阀以及所述气瓶对控制阀第二端连接的系统管路进行充气，模拟整机系统中起动器起爆后背压条件，且所述单向阀防止工作过程中推进剂进行气瓶。

11、可选的，系统还包括：

12、缓冲罐以及过滤器；所述缓冲罐一端与燃气发生装置连接，所述缓冲罐另一端与所述过滤器连接；

13、缓冲罐用于为试验系统稳压，模拟所述整机系统中燃气发生装置出口燃气的填充过程；

14、所述过滤器用于进行燃气发生装置出口燃气过滤，将燃气携带的多余物进行过滤，防止所述多余物导致排放阀卡滞。

15、可选的，系统还包括：

16、限流圈，所述限流圈设置在所述过滤器与所述排放阀之间；

17、根据所述试验系统的不同工作状态以及所述燃气发生装置的工作流量需求，通过设置所述限流圈的不同数量和尺寸实现所述燃气发生装置在不同流量状态下的工作性能考核。

18、可选的，系统还包括：

19、紧急泄压阀，所述紧急泄压阀设置在所述燃气发生装置与所述缓冲罐之间；

20、用于在试验系统的系统压力过高或者试验系统中出现结构故障时进行紧急泄压；所述紧急泄压阀对应的紧急泄压路管路直径满足紧急泄压要求。

21、可选的，试验系统通过关闭所述控制阀切断推进剂供应，实现燃气发生装置推进剂零流量下的长程热待机工作模式考核；

22、可选的，模拟整机系统中起动器起爆后背压条件下的燃气发生装置首次冷起动，调节所述气源以及所述推进剂贮箱为控制阀第一端连接的系统增加压力，当系统压力达到要求值后打开所述控制阀，以考核燃气发生装置的起动性能，系统压力稳定后，持续调整气源压力直至所述试验系统中的压力达到额定需求压力时关闭所述控制阀。

23、可选的，所述试验系统达到额定需求压力后，通过所述控制阀的开闭状态以及开关不同的排放阀模拟不同流量状态；

24、所述控制阀打开且所述排放阀全部关闭时，模拟小流量热待机状态；

25、所述控制阀以及所述排放阀均关闭时，模拟零流量热待机状态；

26、按照试验考核的目的，通过减小所述限流圈的尺寸和/或缩短所述排放阀的打开时间，模拟小流量状态；

27、按照试验考核的目的，通过增大所述限流圈的尺寸和/或增加所述排放阀的数量，模拟大流量状态。

28、可选的，所述燃气发生装置上设置有温度监测设备和压力监测设备，在所述试验系统处于不同工作状态时，通过所述温度监测设备采集的温度信息和压力监测设备采集的压力信息考核所述燃气发生装置的性能。

29、可选的，所述试验系统达到额定需求压力后，通过所述控制阀以及所述排放阀的开关状态、开关时间以及开关时序，模拟考核电动泵系统对应的燃气发生装置的压差工作模式。

30、与现有技术相比，本发明提供的一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，包括：气源、推进剂贮箱、控制阀、燃气发生装置以及排放阀；气源与推进剂贮箱连接，试验系统通过气源调整不同系统压力，气源提供恒压气体进入推进剂贮箱；推进剂贮箱与控制阀第一端连接，控制阀第二端与燃气发生装置相连，通过控制阀控制推进剂进入燃气发生装置，为试验系统增压，达到额定需求压力；通过控制控制阀以及排放阀的开闭状态、开闭时长考核燃气发生装置在各种工作状态下对应的工作性能；本方案提供的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统考核过程可控，且可以覆盖整机工作条件下的燃气发生装置工作状态，充分考核到燃气发生装置的增压能力、起动压差、大流量、小流量、零流量、长待机工作性能，满足可靠性考核需求，同时有效简化试验系统，降低试验成本，缩短研制周期。

技术特征：

1.一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，系统至少包括：

2.根据权利要求1所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，系统还包括：

3.根据权利要求2所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，系统还包括：

4.根据权利要求3所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，系统还包括：

5.根据权利要求3所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，系统还包括：

6.根据权利要求1所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，试验系统通过关闭所述控制阀切断推进剂供应，实现燃气发生装置推进剂零流量下的长程热待机工作模式考核。

7.根据权利要求2所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，模拟整机系统中起动器起爆后背压条件下的燃气发生装置首次冷起动，调节所述气源以及所述推进剂贮箱为控制阀第一端连接的系统增加压力，当系统压力达到要求值后打开所述控制阀，以考核燃气发生装置的起动性能，系统压力稳定后，持续调整气源压力直至所述试验系统中的压力达到额定需求压力时关闭所述控制阀。

8.根据权利要求4所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，所述试验系统达到额定需求压力后，通过所述控制阀的开闭状态以及开关不同的排放阀模拟不同流量状态；

9.根据权利要求1所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，所述燃气发生装置上设置有温度监测设备和压力监测设备，在所述试验系统处于不同工作状态时，通过所述温度监测设备采集的温度信息和压力监测设备采集的压力信息考核所述燃气发生装置的性能。

10.根据权利要求8所述的单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，其特征在于，所述试验系统达到额定需求压力后，通过所述控制阀以及所述排放阀的开关状态、开关时间以及开关时序，模拟考核电动泵系统对应的燃气发生装置的压差工作模式。

技术总结
本发明公开一种单组元催化分解燃气发生装置性能考核试验系统，本发明涉及航天航空测试技术领域，用于解决现有试验考核方法无法满足可靠性试车需求、不能覆盖燃气发生装置实际工作模式的问题。包括：气源、推进剂贮箱、控制阀、燃气发生装置以及排放阀；气源与推进剂贮箱连接，试验系统通过气源调整不同系统压力，气源提供恒压气体进入推进剂贮箱；通过控制阀控制推进剂进入燃气发生装置，为试验系统增压，达到额定需求压力；通过控制控制阀及排放阀的开闭状态以及开闭时长考核燃气发生装置在各种工作状态下对应的工作性能。系统考核过程可控，充分考核到燃气发生装置在各种工作状态下的工作性能，满足可靠性考核需求。

技术研发人员：徐丁欢,董佳磊,曹晶,程晓军,孙策,党涵宇,葛斐
受保护的技术使用者：西安航天动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13