[发明专利]分隔式催化床及发动机推进方法

说明书

本发明提供了一种分隔式催化床及发动机推进方法，分隔式催化床由喷注器、分解室、前床分隔板组件及后床分隔板组件组成。喷注器构成液体推进剂流道，分解室被沿催化床径向分割成不同的单元分解区域。液体推进剂经两圈单组元喷嘴均匀喷入催化床对应区域，各区域将催化剂分解后部分燃气通过多孔分隔装置掺混后继续分解，然后再进入后床各独立的分解区域形成二次掺混分解，在后床内通过后床的多孔分隔装置进行三次掺混分解，最终由分解室收敛段排除，经多次交互掺混后形成的高温高压燃气排出后产生推力。本发明使用无水肼作为推进剂，解决了大推力肼分解发动机长寿命工作可靠性问题，取得了高性能、长寿命、稳态/脉冲双模式工作等有益效果。

技术领域

本发明涉及单组源火箭发动机技术领域，具体地，涉及一种分隔式催化床及发动机推进方法，尤其是涉及一种适用于大推力肼分解单元发动机的分隔式催化床。

背景技术

单组元肼催化分解发动机的工作寿命最主要取决于催化床的寿命。目前国内外应用的单组元肼分解发动机推力一般为几牛到数百牛，对于上千牛推力的发动机研究较少。推力越大，意味着结构越大，重量大，对产品可靠性要求更高。一方面发动机自身重量越大，所能携带的有效载荷将减少；另一方面发动机尺寸越大，本身所使用的材料越多，尤其是起主要作用的催化剂越多。由于催化剂成本极其昂贵，因此，在满足性能指标要求下，如何降低成本及产品自身重量对单元发动机是一个极其重要的研究方向。

与本发明相关的现有技术是专利文献107143433A，提供了一种单组元液体火箭发动机径向夹套催化剂床，其由径向一体式喷注装置、分隔板、挡板、上盖板、下盖板依次按顺序连接而成并形成内圈与外圈，内圈与外圈都设有n个独立分解室，共2n个分解室，n为大于2的自然数，内圈各独立分解室可添加自发性催化剂，外圈各独立分解室可添加自发性催化剂或非自发性催化剂，内圈与外圈空腔室的数量一般相等，同时保持同径向一体式喷注装置的喷注管数量一致。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种分隔式催化床及发动机推进方法。

根据本发明提供的一种分隔式催化床，包括喷注器、分解室、前床分隔板组件、后床分隔板组件；

喷注器构成液体推进剂流道，使得液体推进剂进入分解室；

分解室将所述催化床分割成不同的单元分解区域，所述单元分解区域分别由前床分隔板组件、后床分隔板组件进行区分。

优选地，所述喷注器包括喷注板、第一单组元喷嘴、第二单组元喷嘴；

喷注板分别与第一单组元喷嘴、第二单组元喷嘴相连通，第一单组元喷嘴、第二单组元喷嘴分别与不同的单元分解区域相连通。

优选地，所述分解室包括身部圆柱段、第一催化剂、第二催化剂、前床挡板、后床挡板；

身部圆柱段与喷注器相连接，形成分解室的密封空间；

第一催化剂、第二催化剂分别设置在不同的单元分解区域；

前床挡板、后床挡板设置在密封空间内，将所述密封空间分割成前床区域、后床区域。

优选地，所述前床分隔板组件包括第一分隔板、第一多孔分割装置；第一多孔分割装置设置在第一分隔板的表面，能够将液体推进剂隔离在不同的单元分解区域进行分解，分解后形成的燃气能够通过多孔进行混合。

优选地，所述后床分隔板组件包括第二分隔板、第二多孔分割装置；第二多孔分割装置设置在第二分隔板的表面，能够将液体推进剂隔离在不同的单元分解区域进行分解，分解后形成的燃气能够通过多孔进行混合。

优选地，所述液体推进剂采用肼类燃料；所述第一催化剂与第二催化剂的催化粒度不同。

优选地，所述前床挡板、后床挡板为多孔结构，分解后形成的燃气能够通过多孔进行混合。