[发明专利]防冲刷水冷喷管结构

说明书

本发明属于固定火箭冲压发动机技术领域，具体涉及一种防冲刷水冷喷管结构。所述水冷喷管结构包括：法兰、外筒、收敛段、内筒扩张段、入水口、出水口；为减轻高温高速燃气对水冷喷管收敛段冲刷烧蚀影响，在收敛段镶嵌一段钨渗铜壳体用以取代不锈钢壳体。与现有技术相比较，本发明在水冷喷管收敛段内层壳体镶嵌一段钨渗铜壳体，由于在水冷喷管燃气流冲刷烧蚀作用强烈的收敛段内筒上镶嵌一段钨渗铜材料的壳体，大大增强了该位置结构抗烧蚀冲刷能力。本发明的优点在于增强了水冷喷管收敛段抗高温烧蚀能力，延长了水冷喷管的使用寿命，有力保证了长时间试验的成功。

技术领域

本发明属于固定火箭冲压发动机技术领域，具体涉及一种防冲刷水冷喷管结构。

背景技术

水冷喷管加工周期短、成本低、可重复使用，在燃烧性能试验中常用来代替非金属热防护材料喷管。传统的水冷喷管常采用内外两层不锈钢板，中间为冷却水通道的结构，如图1所示。

固体火箭冲压发动机燃烧性能试验过程中喷入水冷喷管内的燃气流为高温高速气固两相流，凝相粒子的存在，特别是在大燃气流量状态下，将对水冷喷管喉道造成强烈的冲刷烧蚀作用，造成喉道逐渐变大，发动机性能无法准确预估，并且内筒逐渐减薄直至被烧穿破坏，无法满足固体火箭冲压发动机大燃气流量燃烧性能试验重复多次使用或者单次长时间使用需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对传统水冷喷管在大流量燃气作用下容易被烧蚀破坏的缺陷，如何提出一种具有较强抗烧蚀能力的水冷喷管结构，以大大延长水冷喷管的使用寿命，有力保证长时间试验的成功。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种防冲刷水冷喷管结构，所述水冷喷管结构包括：法兰、外筒、收敛段、内筒扩张段、入水口、出水口；为减轻高温高速燃气对水冷喷管收敛段冲刷烧蚀影响，在收敛段镶嵌一段钨渗铜壳体用以取代不锈钢壳体。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明在水冷喷管收敛段内层壳体镶嵌一段钨渗铜壳体，由于在水冷喷管燃气流冲刷烧蚀作用强烈的收敛段内筒上镶嵌一段钨渗铜材料的壳体，大大增强了该位置结构抗烧蚀冲刷能力。本发明的优点在于增强了水冷喷管收敛段抗高温烧蚀能力，延长了水冷喷管的使用寿命，有力保证了长时间试验的成功。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本发明技术方案的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术的问题，本发明提供一种防冲刷水冷喷管结构，所述水冷喷管结构包括：法兰、外筒、收敛段、内筒扩张段、入水口、出水口；如图2所示，为减轻高温高速燃气对水冷喷管收敛段冲刷烧蚀影响，在收敛段镶嵌一段钨渗铜壳体用以取代不锈钢壳体。

由于钨渗铜材料具有较强的抗高温烧蚀冲刷能力，因此改进后的水冷喷管在收敛段抗冲刷烧蚀能力的提升，大大延长了水冷喷管在大燃气流量条件下的使用寿命，使得水冷喷管可多次重复使用，降低了水冷喷管使用成本，同时可满足大燃气流量下单次长时间试验的需求。该水冷喷管通过了固体火箭冲压发动机在燃气流量13.6kg/s(其中一次燃气流量1.4kg/s，空气流量12.2kg/s)工作条件的考核，发动机全程工作110s，试验后水冷喷管结构完整喷管喉道烧蚀仅为0.1mm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。