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具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法及系统技术方案

技术编号:42315207 阅读:6 留言:0更新日期:2024-08-14 15:58
本发明专利技术提供了一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法及系统,在轨控发动机正式工作前,进行轨控发动机依次预工作,预工作时间不少于30ms。通过在贮箱下游设置压力传感器监测发动机工作时是否产生水击压力来判断自锁阀是否已正常打开。通过在每个轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明相应轨控发动机工作正常。基于以上两种方法,可以在空间飞行器正式实施轨控动作前判断出推进系统自锁阀和发动机的状态,提前识别、消除风险,避免造成不可逆的灾难性后果,确保空间飞行器变轨工作的可靠进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深空探测的,具体地,涉及具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法及系统


技术介绍

1、深空探测是人类一直以来的美好愿景,1957年世界上第一颗人造地球卫星成功发射,为人类揭开了开拓外层空间的新篇章。随后,深空探测逐渐成为人类重要的航天活动领域。

2、深空探测任务的实施,尤其是月球探测、小行星探测和太阳系边际探测等任务,均需通过空间飞行器实现。空间飞行器往往结构复杂、造价高昂、研制周期长,同时大部分深空探测任务还受到发射窗口期的限制,每次发射任务只许成功不许失败。因此,深空探测任务对空间飞行器的可靠性提出了更高要求。

3、针对空间飞行器的变推力控制和高可靠性需求,采用多轨控发动机并联机组的方案具有可变推力调节、发动机结构简单、可靠性高、研制周期短等优势,已广泛应用于深空探测器推进系统。深空探测任务的成功实施,就要求空间飞行器每次变轨均需可靠执行,若变轨过程中推进系统发生故障,将造成不可逆的灾难性后果。

4、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,本专利技术的目的是提供一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法及系统。

2、根据本专利技术提供的一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,所述方法包括如下步骤:

3、步骤s1:在轨控发动机工作前,进行轨控发动机预工作;

4、步骤s2:若每台轨控发动机预工作时,贮箱出口处压力传感器均能采集到水击压力脉动情况,则说明自锁阀已处于打开状态,属于健康状态;否则说明自锁阀打开失败,推进系统状态异常;

5、步骤s3:若轨控发动机温度传感器监测到轨控发动机温度上升,则表明该台轨控发动机试工作正常,轨控发动机属于健康状态;否则说明轨控发动机未工作,推进系统状态异常。

6、优选地,所述步骤s1中,每台轨控发动机预工作时间不少于30ms,工作次序为逐台轨控发动机依次工作;轨控发动机预工作的方法为打开轨控发动机氧化剂路电磁阀和燃料路电磁阀,打开时间不少于30ms。

7、优选地,所述步骤s2中,判断自锁阀是否正常打开的方法为在氧化剂贮箱和燃料贮箱后各设置一个压力传感器,监测发动机工作时产生的水击压力脉动,压力传感器采集频率不低于1khz。

8、优选地,所述步骤s3中,判断轨控发动机是否正常工作的方法为在每台轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明轨控发动机正常工作,推进系统状态正常。

9、优选地,所述具有多机并联轨控发动机的推进系统包括高压气路模块、氧化剂贮箱、燃料贮箱、六个轨控发动机、减压阀rv、压力传感器p1、压力传感器p2、压力传感器p3、自锁阀lv1、自锁阀lv2、温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6;

10、轨控发动机正式工作前,自锁阀lv1、自锁阀lv2打开;

11、依次打开发动机氧化剂路和燃料路电磁阀,每次打开时间为30ms;

12、若压力传感器p2和压力传感器p3均能监测到压力脉动,则说明自锁阀lv1和自锁阀lv2均正常开启,推进系统工作正常;若压力传感器p2未监测到压力脉动,则说明自锁阀lv1未正常开启;若压力传感器p3未监测到压力脉动,则说明自锁阀lv2未正常开启;若自锁阀lv1或自锁阀lv2未正常开启,则需控制系统再次发送自锁阀开指令;

13、依次判读温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6的数据,若温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6依次出现温度上升的情况,则说明六个轨控发动机均已正常工作;若存在温度传感器未出现温度升高的情况,则说明其对应的发动机电磁阀未成功打开,需控制系统再次发送电磁阀开指令;

14、当判断所有发动机均已正常工作后,则按照飞行程序开展后续工作任务。

15、本专利技术还提供一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,所述系统包括如下模块:

16、模块m1:在轨控发动机工作前,进行轨控发动机预工作;

17、模块m2:若每台轨控发动机预工作时,贮箱出口处压力传感器均能采集到水击压力脉动情况,则说明自锁阀已处于打开状态,属于健康状态;否则说明自锁阀打开失败,推进系统状态异常;

18、模块m3:若轨控发动机温度传感器监测到轨控发动机温度上升,则表明该台轨控发动机试工作正常,轨控发动机属于健康状态;否则说明轨控发动机未工作,推进系统状态异常。

19、优选地,所述模块m1中,每台轨控发动机预工作时间不少于30ms,工作次序为逐台轨控发动机依次工作;轨控发动机预工作的系统为打开轨控发动机氧化剂路电磁阀和燃料路电磁阀,打开时间不少于30ms。

20、优选地,所述模块m2中,判断自锁阀是否正常打开的系统为在氧化剂贮箱和燃料贮箱后各设置一个压力传感器,监测发动机工作时产生的水击压力脉动,压力传感器采集频率不低于1khz。

21、优选地,所述模块m3中,判断轨控发动机是否正常工作的系统为在每台轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明轨控发动机正常工作,推进系统状态正常。

22、优选地,所述具有多机并联轨控发动机的推进系统包括高压气路模块、氧化剂贮箱、燃料贮箱、六个轨控发动机、减压阀rv、压力传感器p1、压力传感器p2、压力传感器p3、自锁阀lv1、自锁阀lv2、温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6;

23、轨控发动机正式工作前,自锁阀lv1、自锁阀lv2打开;

24、依次打开发动机氧化剂路和燃料路电磁阀,每次打开时间为30ms;

25、若压力传感器p2和压力传感器p3均能监测到压力脉动,则说明自锁阀lv1和自锁阀lv2均正常开启,推进系统工作正常;若压力传感器p2未监测到压力脉动,则说明自锁阀lv1未正常开启;若压力传感器p3未监测到压力脉动,则说明自锁阀lv2未正常开启;若自锁阀lv1或自锁阀lv2未正常开启,则需控制系统再次发送自锁阀开指令;

26、依次判读温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6的数据,若温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6依次出现温度上升的情况,则说明六个轨控发动机均已正常工作;若存在温度传感器未出现温度升高的情况,则说明其对应的发动机电磁阀未成功打开,需控制系统再次发送电磁阀开指令;

27、当判断所有发动机均已正常工作后,则按照飞行程序开展后续工作任务。

28、与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:

29、1、本专利技术可以在空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤S1中,每台轨控发动机预工作时间不少于30ms,工作次序为逐台轨控发动机依次工作;轨控发动机预工作的方法为打开轨控发动机氧化剂路电磁阀和燃料路电磁阀,打开时间不少于30ms。

3.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤S2中,判断自锁阀是否正常打开的方法为在氧化剂贮箱和燃料贮箱后各设置一个压力传感器,监测发动机工作时产生的水击压力脉动,压力传感器采集频率不低于1kHz。

4.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤S3中,判断轨控发动机是否正常工作的方法为在每台轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明轨控发动机正常工作,推进系统状态正常。

5.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述具有多机并联轨控发动机的推进系统包括高压气路模块、氧化剂贮箱、燃料贮箱、六个轨控发动机、减压阀RV、压力传感器P1、压力传感器P2、压力传感器P3、自锁阀LV1、自锁阀LV2、温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3、温度传感器T4、温度传感器T5、温度传感器T6;

6.一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,其特征在于,所述系统包括如下模块:

7.根据权利要求6所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,其特征在于,所述模块M1中,每台轨控发动机预工作时间不少于30ms,工作次序为逐台轨控发动机依次工作;轨控发动机预工作的系统为打开轨控发动机氧化剂路电磁阀和燃料路电磁阀,打开时间不少于30ms。

8.根据权利要求6所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,其特征在于,所述模块M2中,判断自锁阀是否正常打开的系统为在氧化剂贮箱和燃料贮箱后各设置一个压力传感器,监测发动机工作时产生的水击压力脉动,压力传感器采集频率不低于1kHz。

9.根据权利要求6所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,其特征在于,所述模块M3中,判断轨控发动机是否正常工作的系统为在每台轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明轨控发动机正常工作,推进系统状态正常。

10.根据权利要求6所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断系统,其特征在于,所述具有多机并联轨控发动机的推进系统包括高压气路模块、氧化剂贮箱、燃料贮箱、六个轨控发动机、减压阀RV、压力传感器P1、压力传感器P2、压力传感器P3、自锁阀LV1、自锁阀LV2、温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3、温度传感器T4、温度传感器T5、温度传感器T6;

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【技术特征摘要】

1.一种具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤s1中,每台轨控发动机预工作时间不少于30ms,工作次序为逐台轨控发动机依次工作;轨控发动机预工作的方法为打开轨控发动机氧化剂路电磁阀和燃料路电磁阀,打开时间不少于30ms。

3.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤s2中,判断自锁阀是否正常打开的方法为在氧化剂贮箱和燃料贮箱后各设置一个压力传感器,监测发动机工作时产生的水击压力脉动,压力传感器采集频率不低于1khz。

4.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述步骤s3中,判断轨控发动机是否正常工作的方法为在每台轨控发动机上设置温度传感器,若温度传感器监测到温度升高,则表明轨控发动机正常工作,推进系统状态正常。

5.根据权利要求1所述的具有多机并联轨控发动机的推进系统健康诊断方法,其特征在于,所述具有多机并联轨控发动机的推进系统包括高压气路模块、氧化剂贮箱、燃料贮箱、六个轨控发动机、减压阀rv、压力传感器p1、压力传感器p2、压力传感器p3、自锁阀lv1、自锁阀lv2、温度传感器t1、温度传感器t2、温度传感器t3、温度传感器t4、温度传感器t5、温度传感器t6;

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【专利技术属性】
技术研发人员:陈鹏潘一力曹伟赵京毕绍康王毅周一彬
申请(专利权)人:上海空间推进研究所
类型:发明
国别省市:

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