[发明专利]固液火箭发动机车轮形装药装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种固液火箭发动机车轮形装药装置，属于固液火箭发动机技术领域。

背景技术

固液火箭发动机采用固体燃料和液体氧化剂做为推进剂，和传统的固体火箭发动机或液体火箭发动机相比在多方面具有优势，深受研究者关注。在固液火箭发动机工作过程中，氧化剂经输送系统从发动机头部喷注器进入燃烧室，与热解后的固体燃料进行燃烧反应。由于氧化剂与燃料反应前非预混，固液火箭发动机的燃烧呈现出典型扩散燃烧的特点，因此其固体燃料的燃速要远低于固体火箭发动机的燃速。固液火箭发动机的低燃速特征使得在大推力固液火箭发动机的设计中需选择具有大燃面特征的装药药形，而车轮形装药具有燃面大和余药低的特点，成为选择的主要药形之一。国外对固液火箭发动机开展了大量研究，车轮形装药在很多试验发动机中采用，但研究报告多针对固液火箭发动机的性能，有关装药装置的相关文献还未见公开报道。国内也有多家单位和机构开展了固液火箭发动机的研究工作，但公开报道的文献多针对圆孔形和星形装药，暂未见有关车轮形装药装置的公开文献。车轮形装属于多通道装药，与圆孔形装药、星形装药等单通道装药药形相比，各通道芯模之间的定位和安装是需要解决的问题。同时，芯模的形状、位置以及各部位肉厚的设计也很重要。

发明内容

本发明提供一种固液火箭发动机车轮形装药装置，用于固液火箭发动机的车轮形装药。本发明解决的问题是：（1）车轮形装药各通道的结构形式及排布；（2）装药芯模的设计、安装及定位；（3）各组件的安装拆卸过程操作方便。

一种固液火箭发动机车轮形装药装置，包括燃烧室壳体、燃烧室绝热层、发动机装药、装药芯模、O型密封圈、装药底板、螺母组件、螺栓组件、装药定位板和固化定位板；

发动机装药外围为圆筒状，内部横截面为带中心孔的车轮状，中心孔为圆形孔，周围均匀布置有的N个车轮孔，车轮孔为二个同心圆弧及垂直于圆弧的直线组成的扇形状，圆弧段与直线段的连接处设置有倒圆角；中心孔与扇形车轮孔的圆弧段同圆心，相邻扇形车轮孔的直线段平行排布；中心孔与车轮孔间的肉厚和相邻车轮孔间的肉厚相等，且为车轮孔与燃烧室绝热层之间肉厚的两倍，中心孔以及车轮孔为发动机工作过程中流过氧化剂并进行燃烧反应的通道；燃烧室壳体内壁面配有燃烧室绝热层，燃烧室绝热层位于发动机装药外围；车轮形装药的各个通道内设置独立的装药芯模，装药底板上设有和装药芯模位置相对应的定位孔，装药芯模一端定位安装在装药底板的定位孔上，装药芯模与装药底板之间通过螺母组件连接，装药底板周向设置有螺栓连接孔，通过螺栓组件与燃烧室壳体底部固定连接，装药底板与燃烧室壳体配合面设有O型密封圈；装药装置进行装药时，采用装药定位板，装药定位板上设置有与装药车轮孔数量相同的扇形浇药孔，浇药孔正对两车轮孔的装药芯模之间用于浇注发动机装药的位置；装药定位板与装药芯模相对应的位置处设置有定位孔，通过定位孔，螺母组件固定连接装药芯模的另一端；装药定位板的周向设置有螺栓连接孔，通过螺栓组件与燃烧室壳体顶部固定连接；装药装置进行固化时，采用固化定位板，固化定位板上设置有与装药车轮孔数量相同的条形溢药孔，溢药孔正对两车轮孔装药芯模之间发动机装药的位置，用于浇药后余药的溢出；固化定位板与装药芯模相对应的位置处设置有定位孔，通过定位孔，螺母组件固定连接装药芯模的另一端；固化定位板周向设置有螺栓连接孔，通过螺栓组件与燃烧室壳体顶部固定连接。

本发明的优点在于：

（1）车轮形装药各通道设有独立的装药芯模，易于进行更换和改变尺寸；

（2）装药横截面各通道的形状、位置及肉厚的设置可使余药分数达到最低；

（3）装药芯模设有拨模锥度，便于拨模操作；

（4）各组件间采用螺栓螺母组件连接，安装和拆卸过程方便。

附图说明

图1是本发明固液火箭发动机车轮形装药装置的结构示意图；

图2是图1所示固液火箭发动机车轮形装药装置的A-A剖面图；

图3是图1所示固液火箭发动机车轮形装药装置装药过程的B向视图；

图4是图1所示固液火箭发动机车轮形装药装置固化过程的B向视图。

图中：

1-燃烧室壳体；2-燃烧室绝热层；3-发动机装药；4-装药芯模；5-O型密封圈；6-装药底板；7-螺母组件；8-螺栓组件；9-装药定位板；10-固化定位板。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。