[发明专利]头部结构相同的三种大推力三组元火箭推力室

说明书

本发明涉及头部结构相同的三种大推力三组元火箭推力室，包括用液氢和煤油分段冷却身部、全用液氢冷却身部、切换燃料等。采用喷注器面外燃烧是液氧煤油和隔板端面外燃烧是氢氧、以厚的喷注器盘为主的高强度头部、各区面积基本相等的19、37和61区有底座排放再生冷却隔板、燃料流路和喷注器先后用两种不同燃料的切换燃料模式等技术，可解决现有液氧煤油推力室难以解决的简化结构降低难度、多次重复使用、提高比冲、切换燃料变氢氧等问题。推力室结构简单得多和通用性好，零件数大量减少。重复使用有望达到50次。比冲可提高20‑50秒。便于又快又好地研制低成本发动机。适用于200‑1000吨推力的火箭助推、一级、芯一级等发动机。

技术领域

本发明涉及头部结构相同的三种大推力三组元火箭推力室，属于使用三组元推进剂液氧煤油液氢的液体火箭发动机技术领域。

背景技术

助推和一级火箭一般用密度比冲高和比冲较高的液氧煤油发动机。二级和上面级火箭一般用比冲高的氢氧发动机。现有的液氧煤油发动机和氢氧发动机都存在推力室结构复杂的问题。尤其是大推力火箭推力室的技术难度更大。

芯一级火箭则需要前期工作密度比冲高和中后期工作比冲高的合而为一发动机。本人曾经提出用于合而为一发动机的切换燃料推力室(ZL201410246890.4和201710449991.5)，是由过氧化氢煤油较方便地切换成过氧化氢液氢。上世纪八十年代的前苏联提出过又一种切换燃料推力室，是由三组元推进剂液氧煤油液氢切断煤油剩余氢氧的方案。前苏联的切换燃料推力室结构很复杂，未见应用。

为了解决液氧煤油推力室难以解决的简化结构降低难度、多次重复使用、提高比冲等问题，本人经过研究提出了结构不复杂化的三组元推力室(201710449940.2)。燃烧用液氧煤油，推力室内冷却和隔板冷却用液氢。但是，这种推力室的比冲增加有限，有进出液管的再生冷却隔板结构较复杂。本人最近的发明(201711201099.1)是双组元推力室用排放再生冷却隔板，使得结构很简单。以此为参考，本发明基于采用有底座排放再生冷却隔板，提出不切换燃料的两种大推力三组元推力室和切换燃料的一种大推力三组元推力室。

本人上述发明中存在喷注器盘输液槽局部流速偏大的问题，本发明采取措施一并解决。

发明内容

针对前苏联的三组元切换燃料推力室结构很复杂难以研制和本人提出的三组元推力室有待改进之处，为了能研制出结构简单和适用的液氧煤油液氢三组元推力室及相应的切换燃料推力室，本发明提出三种大推力三组元火箭推力室。