胡海峰 宋征宇 范瑞祥

1.北京航天自动控制研究所，北京100854

2.中国运载火箭技术研究院，北京100076

运载火箭作为航天活动的基础，因其能力和水平决定了一个国家进出宇宙空间的能力，所以一直都是各国优先考虑和重点发展的对象。进入二十一世纪，为适应航天技术快速发展的要求，中国相继开始研制新一代大型、中型和小型运载火箭，推力为50t级的氢氧发动机和推力为120t级的液氧煤油发动机将作为新一代运载火箭的主要动力系统［1-2］。同时，还需要研究新一代运载火箭配套的增压控制系统。

1 液体运载火箭增压系统简介

液体运载火箭在点火启动和飞行过程中，随着燃料的迅速消耗，以及飞行时引力、大气压和热交换的变化带来的影响，推进剂贮箱内的压力会迅速下降，导致推进剂不能正常供应，因此需要有压力控制系统来提升和稳定贮箱内的压力，该系统称为增压系统。系统需要根据推进剂贮箱的气枕压力曲线设计，满足气枕的压力需求［3-5］。增压系统是液体运载火箭的重要功能组成部分，它的功能是提供液体火箭推进剂贮箱气枕压力，满足发动机启动及飞行过程中所需的推进剂入口正常的工作压力，满足火箭推进剂贮箱薄壁结构承载所需的内压要求，保证贮箱结构有足够的强度和刚度［1，4，6］。增压系统按照增压介质来源不同分为 3类［1，7-10］:1)利用发动机燃烧产物作为增压介质的燃气增压;2)利用火箭的推进剂组元经发动机加热汽化作为增压介质的自生增压;3)配备独立贮存增压介质的贮气式增压。……