電動泵與擠壓式推進系統(tǒng)對比研究

劉昌波

（西安航天動力研究所,陜西西安710100）

電動泵與擠壓式推進系統(tǒng)對比研究

劉昌波

（西安航天動力研究所,陜西西安710100）

對電動泵和擠壓式推進系統(tǒng)進行了對比研究，主要考慮了氣瓶、增壓氣體、貯箱、電池和電機等因素對推進系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明：相對于傳統(tǒng)的擠壓式推進系統(tǒng)，電動泵供應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)具有明顯的優(yōu)勢，而且能夠獲得更高的綜合性能；鋰離子電池具有較大的能量密度和功率密度，更適合應(yīng)用于電動泵供應(yīng)系統(tǒng)；采用高性能永磁電機能夠使得整個推進系統(tǒng)的質(zhì)量更輕。在實際推進系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)綜合平衡發(fā)動機推力、燃燒室壓力和工作時間等參數(shù)的影響，才能有效地控制電池和電機的質(zhì)量，保證整個系統(tǒng)具有較高的綜合性能。

電動泵；推進系統(tǒng)；鋰離子電池；電機

0 引言

液體火箭常用的推進劑供應(yīng)系統(tǒng)可以分為2種：擠壓式和泵壓式系統(tǒng)。擠壓式系統(tǒng)比較簡單，但需要高壓氣體/氣瓶/貯箱，故系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，一般適應(yīng)于推力較小、總沖需求較低的推進系統(tǒng)。泵壓式推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量相對較小，但發(fā)動機需要復(fù)雜的渦輪泵系統(tǒng)，研制成本高、周期長，一般適應(yīng)于推力較大、總沖需求較高的推進系統(tǒng)。隨著電池和電機技術(shù)的進步，小推力、低總沖需求的推進系統(tǒng)采用電動泵供應(yīng)推進劑已經(jīng)成為可能。如，最近Rocket Lab公司提出了全電動泵供應(yīng)系統(tǒng)的小型火箭Electron方案。

采用大推力液體火箭發(fā)動機的推進系統(tǒng)，推進劑增壓往往需要很高的功率。如某助推發(fā)動機，地面推力約 750 kN，兩泵需要提供約3.6 MW功率輸入才能保證系統(tǒng)的功率平衡。按照目前的釹鐵硼永磁電機能夠達到約3 kW/kg功率密度來計算，即使假設(shè)電機的效率為1.0，所需電機的質(zhì)量也有約1.2 t，如果再加上電池的重量，則整個推進系統(tǒng)將太過于笨重而沒有實用性。因此，電動泵供應(yīng)系統(tǒng)比較適合于較小功率需求的推進系統(tǒng)，這就與擠壓式系統(tǒng)形成了直接競爭關(guān)系[1]，對較小推力、較低總沖需求的泵壓式推進系統(tǒng)也有很好的適應(yīng)性。對電動泵推進系統(tǒng)，本文將結(jié)合同等推力量級的擠壓式系統(tǒng)進行對比分析。

不管擠壓式系統(tǒng)，還是電動泵系統(tǒng)，都包含氣瓶、貯箱、推力室、各種閥門、總裝管路等結(jié)構(gòu)組件以及增壓氣體和推進劑。進一步分析發(fā)現(xiàn)，相同應(yīng)用條件下，2種系統(tǒng)存在較大差別的主要是氣瓶、貯箱、增壓氣體量和推進劑量，下面的分析將不考慮各種閥門、總裝組件和推力室的質(zhì)量，即認為2種推進系統(tǒng)的這些組件的質(zhì)量相同。因此各方案的系統(tǒng)質(zhì)量要比實際值偏小，但這并不影響對比分析的結(jié)論。下面重點對各方案進行對比分析，揭示不同方案和因素對推進系統(tǒng)的影響規(guī)律。

1 推進系統(tǒng)總體參數(shù)

要對整個推進系統(tǒng)進行對比分析，需要首先確定與發(fā)動機相關(guān)的性能參數(shù)。一般情況下，根據(jù)任務(wù)需求，可以確定所需推進劑組合、混合比、發(fā)動機推力、比沖和工作時間等參數(shù)，這樣就可以對其他參數(shù)進行計算。如，氧化劑流量：

燃料流量：

氧化劑總質(zhì)量：

貯箱的總體積：

燃料的總質(zhì)量：

貯箱總體積：

式中：r為混合比；Fv為發(fā)動機推力；Iv為比沖；t為工作時間；ηt為貯箱排空率，一般取0.99；ηb為氣墊占貯箱的容積比，根據(jù)經(jīng)驗取2.5%；ρo為氧化劑的密度；ρf為燃料的密度。

雖然永磁電機的功率密度已經(jīng)得到了很大的提高，但相對于液體火箭發(fā)動機的功率需求而言仍然偏小，故在氧化劑路和燃料路各設(shè)置一臺電機。這樣有如下好處：

1)可以根據(jù)各泵的比轉(zhuǎn)速設(shè)計效率最優(yōu)的泵，根據(jù)經(jīng)驗可以取泵的效率ηp=0.68，有利于提高整個電動泵系統(tǒng)的效率；

2)與整個系統(tǒng)采用單電機的方案相比，可以降低單臺電機的質(zhì)量，從而降低電機的設(shè)計難度。

根據(jù)推進劑流量和功率需求可以求得各泵的功率，氧化劑泵的功率：

燃料泵的功率：

式中：Δpo為氧化劑泵出入口之間的壓差；Δpf為燃料泵出入口之間的壓差。

2 氣瓶及增壓氣體參數(shù)

不管擠壓式系統(tǒng)，還是電動泵系統(tǒng)，都需要氣瓶和增壓氣體，但需求量差別很大。氣瓶參數(shù)主要參考GB 150-1998《鋼制壓力容器》來計算。假設(shè)初始狀態(tài)貯箱氣墊溫度與氣瓶溫度相同，氣體在給貯箱充氣過程中發(fā)生多變過程，則所需氣瓶的體積可以按式 (3)計算，這里不考慮耗氣量，如減壓閥工作時可能會發(fā)生氣體泄出、電動氣閥耗氣等：

式中：C1和C2為常數(shù)；pg0為氣瓶初始壓力；pg1為氣瓶充氣結(jié)束時的壓力；pt和Vt分別為貯箱的壓力和容積；pu和Vu分別為氣墊的壓力和容積；n為氣體的多變指數(shù)。假設(shè)氣瓶為球形，則氣瓶的直徑為：，則氣瓶壁厚：

氣瓶質(zhì)量：

式中：σb為材料的屈服應(yīng)力；φ為焊縫因子，一般取1.0；ng為形狀因子，一般取1.2。調(diào)整常數(shù)C與材料的加工方法等因素相關(guān)，作為估算可以取C＝0.15δ，

假設(shè)氣瓶氣體為理想氣體，則充氣質(zhì)量估算可以采用式：

式中：Rg為氣體常數(shù)；T為氣體溫度。

3 貯箱參數(shù)

擠壓式系統(tǒng)一般采用高壓貯箱，而電動泵系統(tǒng)的貯箱壓力一般很低，因此2種推進系統(tǒng)的貯箱結(jié)構(gòu)質(zhì)量差別也很大。在進行貯箱參數(shù)計算之前，作以下假設(shè)：

1)當(dāng)貯箱容積小于 0.523 m3（直徑 d約1.0 m）時，采用單個球形貯箱；當(dāng)貯箱容積大于0.523 m3且小于1.046 m3時，采用2個球形貯箱，此時每個球形貯箱的直徑均小于1.0 m；如果貯箱容積大于1.046 m3時，增加內(nèi)徑為1.0 m的圓柱段，兩端采用內(nèi)徑1.0 m的半球，通過調(diào)整圓柱段的高度來調(diào)節(jié)貯箱容積。

2)貯箱的安全系數(shù)取2.0，貯箱壁厚計算公式選取GB 150-1998《鋼制壓力容器》中的內(nèi)壓圓筒壁厚計算公式。

球形貯箱壁厚的計算公式：

式中：pt為貯箱壓力；φ為焊縫系數(shù)，計算時全部假設(shè)為1.0；附加厚度取C=0.5 mm。貯箱質(zhì)量：

圓柱形貯箱的壁厚：

2個封頭即為一個圓球，其質(zhì)量也可以按式 (6)進行估計。圓柱段質(zhì)量：

式中h為圓柱段的高度，可以根據(jù)假設(shè)1)計算。

4 電池和電機性能

如果采用電動泵，還需要原始電能來驅(qū)動。提供電能的常用裝置有超級電容和電池。目前，超級電容的能量密度太小，主流電容器的能量密度均小于10 Wh/kg[2]，比較有希望提高能量密度的石墨烯和陶瓷基超級電容還處于實驗室狀態(tài)[3]。因此本文將重點研究以電池作為驅(qū)動電源的方案。

幾種常用的電池如表1所示[2,5,13-14]。鉛酸電池和鎳隔電池的技術(shù)很成熟，但實際比能量太低；如果推進劑采用氫/氧（或能夠構(gòu)成燃料電池的甲醇/氧等）組合，可以考慮采用燃料電池的方案，這樣燃料電池可以采用與主動力相同的推進劑組合，整個推進系統(tǒng)將得到簡化，但不作為本文的研究重點。

表1 幾種常見電池的性能Tab.1 Performances of several common batteries

本研究將重點考慮采用鋰電池作為驅(qū)動電源的方案。鋰亞硫酰氯電池屬于一次電池，已經(jīng)在水下無人運載器上獲得應(yīng)用[4-5]，盡管該電池的能量密度能夠達到約500 Wh/kg，但其功率密度相對較低[6]，大功率放電時能量密度降為約140 W/kg，不適合作為電動泵系統(tǒng)的電源。根據(jù)鋰離子電池使用的材料不同又可以分為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰及三元鋰等[7]，其中三元鋰電池的研究成果最值得關(guān)注[8-9]。如，美國特斯拉公司生產(chǎn)的Model S純電動汽車，采用了7 000多節(jié)NCR18650A改性三元鋰電池，電池組達到了170 Wh/kg，可以充電85 kWh，續(xù)航里程426 km。經(jīng)過努力，日本Panasonic又推出了NCR18650B電池，標(biāo)稱容量3 350 mAh，重量僅48.5 g，容積密度676 Wh/L，能量密度243 Wh/kg，這代表了目前鋰離子電池批產(chǎn)的最高應(yīng)用水平。此外，鋰硫電池的研究成果也非常值得關(guān)注[10-11]，實驗室中已經(jīng)獲得的能量密度超過了1 kWh/kg。美國Sion Power公司研制的鋰硫電池應(yīng)用于無人飛機上，白天依靠太陽能充電，晚上依靠鋰硫電池放電，連續(xù)飛行了14天。該鋰硫電池的能量密度達到了350～380 Wh/kg[12]，循環(huán)次數(shù)達到了1 000次。綜上分析，電動泵系統(tǒng)將重點研究采用高比能的三元鋰電池和鋰硫電池作為電源的方案。

電池的質(zhì)量按照能量密度和功率密度來計算：

式中：P為功率需求；E為總能量需求；δP和δE分別為電池的功率密度和能量密度。

傳統(tǒng)電機采用線圈勵磁，結(jié)構(gòu)笨重。隨著永磁材料的不斷發(fā)展，特別是釹鐵硼稀土永磁材料的進步[15-17]，電機的結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到明顯的降低。如10 kW電機，采用線圈勵磁時重量約為220 kg，而換成稀土永磁材料后重量僅為92 kg[17]，重量減輕54.2%。隨著研究的深入，稀土永磁材料的性能也在不斷提高。如，北京大學(xué)應(yīng)用磁學(xué)中心[16]開發(fā)的稀土鐵氮磁粉最大磁能積達到快淬釹鐵硼磁粉的至少2倍以上。稀土永磁材料性能及設(shè)計手段的提高將會進一步減輕電機的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。目前，釹鐵硼稀土電機的功率密度可以達到3 kW/kg以上，效率一般均在95%以上。如YASA電機公司生產(chǎn)的YASA-250電機，額定功率65 kW，電機的重量只有18 kg，功率密度為3.6 kW/kg；YASA-400電機，額定功率85 kW，重量24 kg，功率密度3.5 kW/kg。作為電動泵的驅(qū)動源，直流無刷電機值得重視[18]，這種電機具有高精度、高效率和高轉(zhuǎn)矩的特點，適合應(yīng)用于電動泵系統(tǒng)。

推進系統(tǒng)為了獲得高性能，減輕整個系統(tǒng)的質(zhì)量，電源重點考慮三元鋰離子電池和鋰硫電池，電機采用直流無刷稀土永磁高性能電機。

5 計算結(jié)果

小推力、低總沖系統(tǒng)主要應(yīng)用于空間推進系統(tǒng)，這里選擇典型的案例，來研究電動泵系統(tǒng)在航天推進領(lǐng)域的應(yīng)用。推進劑組合選擇常用的N2O4/MMH，為了獲得較高的性能，發(fā)動機混合比取2.0，發(fā)動機的比沖取3 140 m/s(320 s)。目前，常用的氣瓶壓力為20～35 MPa，研究時均取30 MPa，材料選擇常用的高強度鈦合金（TC-4），屈服強度σb為870 MPa（見GB 6613-86《重要用途的TC4鈦合金板材》）。增壓氣體選擇增壓能力較好的氦氣[19]。擠壓式系統(tǒng)貯箱最低壓力取2.0 MPa，材料采用鈦合金（TC-4）。電動泵系統(tǒng)的貯箱壓力選擇為0.4 MPa，由于壓力較低，因此選擇更輕質(zhì)的鋁合金材料，常用于貯箱制造的為鋁合金2219。鋰離子電池組的能量密度選擇220 Wh/kg，功率密度選擇2 kW/kg；鋰硫電池組的能量密度選擇 350 Wh/kg，功率密度選擇1.2 kW/kg，電池能量的余量系數(shù)均取為1.2。電機的功率密度選擇為3 kW/kg。泵的功率密度一般較大，如某50 kN高空發(fā)動機氧化劑泵約23 kW/kg，燃料泵約 15 kW/kg，計算時均取20 kW/kg，效率均取0.68。下面對各方案進行對比分析。

為了對不同的系統(tǒng)方案進行比較，引入?yún)?shù)：結(jié)構(gòu)與推進劑的質(zhì)量比ms/mp，表示要貯存mp推進劑所需要的結(jié)構(gòu)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是評價推進系統(tǒng)性能的一個綜合指標(biāo)，ms/mp的值越小，表明推進系統(tǒng)的綜合性能越高。下面，首先采用典型的應(yīng)用案例，對電動泵系統(tǒng)與擠壓式系統(tǒng)進行對比分析。再對影響推進系統(tǒng)質(zhì)量比的重要參數(shù)，如電池性能、電機性能、發(fā)動機推力、燃燒室壓力及工作時間等參數(shù)的影響進行深入的對比分析。

5.1 擠壓式和電動泵推進系統(tǒng)對比

ms/mp與燃燒室壓力、推進系統(tǒng)工作時間和發(fā)動機推力的關(guān)系如圖1所示。從圖1中可以看出，隨著發(fā)動機推力增大，推進劑流量將增大，相同工作時間內(nèi)消耗的推進劑總量增大，而推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加相對較慢，因此圖1中4種情況的ms/mp均隨之減小。當(dāng)發(fā)動機推力小于某一值（圖1中為20 kN）時，由于推進劑的消耗量相對較少，每種推進劑均可能采用單個球形貯箱，或2個球形貯箱，即貯箱方案變化很大，而導(dǎo)致ms/mp變化范圍較大。還可以看出，當(dāng)推進劑消耗量較少時，推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量所占的比重均較大。如當(dāng)發(fā)動機推力1 kN，燃燒室壓力1 MPa，工作時間為500 s時，推進劑總消耗量只有約159 kg，擠壓式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量至少要23 kg以上，ms/mp約為0.147。當(dāng)推進劑消耗量較大時，采用兩個圓柱形貯箱，ms/mp變化趨勢將變得平緩。

圖1 ms/mp與推力的關(guān)系Fig.1 Relationship between ms/mpand Fv

從圖1還可以看出，當(dāng)燃燒室壓力、工作時間和發(fā)動機推力均相同時，擠壓式系統(tǒng)與推進劑的質(zhì)量比明顯高于電動泵系統(tǒng)與推進劑的質(zhì)量比，這說明此時電動泵系統(tǒng)較擠壓式系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。如當(dāng)燃燒室壓力為1 MPa，工作時間為500 s，發(fā)動機推力40 kN時，擠壓式系統(tǒng)的ms/mp約為0.06，而電動泵系統(tǒng)的ms/mp只有約為0.02。而且，進一步提高燃燒室壓力，則擠壓式系統(tǒng)較電動泵系統(tǒng)的質(zhì)量增加更快。如當(dāng)燃燒室壓力增大到2 MPa，工作時間為1 000 s，發(fā)動機推力40 kN時，擠壓式系統(tǒng)的ms/mp達到了約0.10。此時，需消耗推進劑約12.7 t，則整個推進系統(tǒng)的質(zhì)量約為1.27 t，而電動泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量只有254 kg。這說明，電動泵系統(tǒng)能夠適應(yīng)更高的燃燒室壓力，從而可以進一步減小推力室質(zhì)量，或者相同結(jié)構(gòu)質(zhì)量下能夠獲得更高的發(fā)動機比沖性能。

可以看出，隨著電機和電池技術(shù)的進步，對推力較小、總沖需求較低的推進系統(tǒng)，采用電動泵供應(yīng)比傳統(tǒng)的擠壓式系統(tǒng)已經(jīng)具有明顯的優(yōu)勢。而且，采用電動泵系統(tǒng)允許采用更高的燃燒室壓力，這樣還能夠獲得更高的綜合性能。

5.2 電動泵系統(tǒng)的影響因素分析

5.2.1 電池類型

為了研究不同電池類型對推進系統(tǒng)的影響，圖2給出了燃燒室壓力1.0 MPa，工作時間500 s時，ms/mp與推力變化的關(guān)系。從圖2中可看出，采用鋰硫電池推進系統(tǒng)質(zhì)量要更大一些，說明電動泵系統(tǒng)主要是功率型需求，即電池功率密度對整個推進系統(tǒng)影響更大。如果能量密度很大而提供的功率密度較小是不適合用于電動泵推進系統(tǒng)。但如果工作時間較長，能量需求將會顯著增大，此時能量密度可能會成為電池質(zhì)量的控制參數(shù)。由于鋰離子電池技術(shù)更成熟，故下面重點對鋰離子電池應(yīng)用于電動泵系統(tǒng)的情況進行分析。

圖2 pc=1 MPa,t=500 s時，ms/mp與推力的關(guān)系Fig.2 Relationship between ms/mpand Fvas pc=1 MPa and t=500 s

對采用鋰離子電池的推進系統(tǒng)，電池和電機與推進劑的質(zhì)量比如圖3所示。

圖3 不同組件的ms/mp與推力的關(guān)系(pc=1 MPa,t=500 s)Fig.3 Relationship between ms/mpof different components and Fvas pc=1 MPa and t=500 s

從圖3中可以看出，由于電機的功率密度較大，故其質(zhì)量較小，ms/mp也隨之較??；電池的功率密度偏小，則其質(zhì)量就稍大一些；由于其他結(jié)構(gòu)受貯箱的影響較大，當(dāng)貯箱由單個球形變成2個球形，再到2個圓柱形時，其質(zhì)量迅速減小，最后變成2個圓柱形貯箱后，變化趨勢變緩。隨著發(fā)動機推力的增大，泵所需功率正比增加，故電池和電機質(zhì)量均正比增加；同時推進劑消耗量也在正比增加，故電池和電機與推進劑的質(zhì)量比例保持不變。

5.2.2 燃燒室壓力、工作時間和發(fā)動機推力

圖4給出了不同燃燒室壓力、工作時間和發(fā)動機推力對ms/mp的影響關(guān)系。從圖4中可以看出，僅當(dāng)推力增大時，ms/mp開始減小較快，隨后基本保持不變。這說明，當(dāng)發(fā)動機推力較小時增大推力，推進劑消耗量會大幅度增加，但整個推進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加較慢；而當(dāng)發(fā)動機推力較大時增大發(fā)動機推力，推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量將按幾乎固定的比例增大。當(dāng)僅提高燃燒室壓力時，推進系統(tǒng)所需的功率提高，因此電池和電機的質(zhì)量均會增加，從而整個推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量也會迅速增加。如當(dāng)發(fā)動機推力20 kN，工作時間500 s時，當(dāng)燃燒室壓力由 1.0 MPa提高到2.0 MPa時，ms/mp由0.022提高到0.026。圖5給出了推力5 kN/10 kN，工作時間1 000 s情況下，ms/mp隨燃燒室壓力的變化曲線?？梢钥闯觯?dāng)燃燒室壓力增大時，ms/mp的增大幅度越來越大，由于采用了電動泵系統(tǒng)，故對一種推力量級的推進系統(tǒng)，氣瓶、增壓氣體和貯箱等結(jié)構(gòu)質(zhì)量是不變的，只有電池和電機出現(xiàn)了大幅度增長。這也說明，功率需求的增加會顯著增加電池和電機的質(zhì)量，從而增加推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。僅增大工作時間，電機的質(zhì)量不會改變，但由于驅(qū)動泵所需的能量不斷增加，因此電池的質(zhì)量會隨之增加，如圖6所示。由圖6可以看出，隨著燃燒室壓力、工作時間和推力的增大，電池的質(zhì)量均會增大。而推進劑消耗量隨時間的增長更快，因此ms/mp仍然隨著時間的增大而減小，如圖7所示。

發(fā)動機推力或燃燒室壓力提高，所需功率均增大，電池和電機的質(zhì)量均相應(yīng)增加；工作時間加長，僅影響推進系統(tǒng)的能量需求，只有電池的質(zhì)量會隨之增大。從減小整個推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量來看，電動泵系統(tǒng)比較適應(yīng)于推力不太大、燃燒室壓力不太高和工作時間不太長的任務(wù)。

圖4 ms/mp與pc/t/Fv的關(guān)系Fig.4 ms/mpversus pc/t/Fv

圖5 Fv=5 kN/10 kN,t=1 000 s,ms/mp與室壓關(guān)系Fig.5 ms/mpvs pcas Fv=5 kN/10 kN and t=1000 s

圖6 電池質(zhì)量與pc/t/Fv的關(guān)系Fig.6 Relationship between battery mass and pc/t/Fv

圖7 ms/mp與時間的關(guān)系Fig.7 ms/mpversus t

6 結(jié)論

通過對擠壓式與電動泵推進系統(tǒng)進行對比分析可以得到如下結(jié)論：

1)相同應(yīng)用情況下，電動泵系統(tǒng)較擠壓式推進系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，而且可以采用更高的燃燒室壓力，能夠獲得更高的發(fā)動機性能。

2)目前，鋰離子電池具有較高的能量密度和功率密度，技術(shù)成熟，比較適合應(yīng)用于電動泵推進系統(tǒng)；高性能永磁電機是電動泵系統(tǒng)的良好選擇。

3)電機質(zhì)量主要受發(fā)動機推力和燃燒室壓力的影響；而電池質(zhì)量則主要受發(fā)動機推力、燃燒室壓力和工作時間的綜合影響，推進系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。

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（編輯：馬 杰）

Comparative study on electric pump and pressure-fed propulsion systems

LIU Changbo
（Xi’an Aerospace Propulsion Institute,Xi’an 710100,China）

The comparative study on the electric pump and pressure-fed propulsion systems are performed in this paper,in which the effects of gas vessel,compressed gas,tank,battery and electric motor are considered emphatically.The results show that the electric pump system is more advanced than the traditional pressure-fed system and can achieve higher general performance,the lithium ion battery is more suitable for the electric pump system due to its higher energy density and higher power density,and the high performance permanent magnet motor cam make the electric pump-fed propulsion system lighter.In the actual design of propulsion system,only by comprehensive balance of engine thrust,chamber pressure and duration time parameters,can the researchers optimize the mass of the battery and the electric motor effectively and guarantee higher general performance of the whole system.

electric pump;propulsion system;lithium ion battery;electric motor

V434-34

A

1672-9374(2017)02-0032-08

2016-06-26；

2016-11-20

劉昌波（1979—），男，博士，研究領(lǐng)域為液體火箭發(fā)動機推力室設(shè)計