[发明专利]液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构

说明书

本发明涉及液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，槽道结构包括冷却剂进口、冷却剂进口集液腔、轴向槽、周向槽和冷却剂出口；所述冷却剂进口、所述冷却剂进口集液腔、所述轴向槽和所述冷却剂出口依次连接并贯通；所述轴向槽至少有两条，各条轴向槽共用一冷却剂进口、一冷却剂进口集液腔和一冷却剂出口；任意相邻两条轴向槽通过所述周向槽贯通。本发明的液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，适合于增材制造技术制造。

技术领域

本发明涉及火箭驱动设备领域，具体涉及一种液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构。

背景技术

液体火箭发动机大多采用再生冷却方式实现身部的冷却，并采用液态氧化剂/液态燃料作为冷却剂，是保护推力室免受热流烧坏的有效而经济的方式。

液体火箭发动机再生冷却身部，其常规生产方式是采用机械加工内/外壁，再通过扩散焊或钎焊连接的方式，工艺复杂、生产周期长、成本高、生产合格率偏低。而采用增材制造技术，生产一体成型，能在很大程度上降低再生冷却身部生产成本和缩短生产周期，并可基于增材制造技术进行结构上的优化。然而，采用增材制造技术进行再生冷却身部的生产，常规的设计结构无法直接进行增材制造，其结构的适应性是迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，适合于增材制造技术制造。

为了达到上述的目的，本发明提供一种液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，包括冷却剂进口、冷却剂进口集液腔、轴向槽、周向槽和冷却剂出口；所述冷却剂进口、所述冷却剂进口集液腔、所述轴向槽和所述冷却剂出口依次连接并贯通；所述轴向槽至少有两条，各条轴向槽共用一冷却剂进口、一冷却剂进口集液腔和一冷却剂出口；任意相邻两条轴向槽通过所述周向槽贯通。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述轴向槽槽道截面为圆形。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述轴向槽槽道截面为渐变截面。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述周向槽为带双圆弧的腰型槽。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述冷却剂出口包括渐扩槽和出口集液腔；所述渐扩槽和所述出口集液腔连接并贯通，所述渐扩槽与所述轴向槽连接并贯通。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述渐扩槽呈喇叭状，喇叭开口小的一端与所述轴向槽连接并贯通，喇叭开口大的一端与所述出口集液腔连接并贯通。

上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构，其中，所述渐扩槽的扩散角为10°～20°。

本发明提供的另一技术方案是一种液体火箭发动机再生冷却身部，壁内设有上述液体火箭发动机再生冷却身部槽道结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，对身部及其槽道结构采用一体化设计思想，以便身部适合于采用增材制造技术进行生产，具有生产周期短、合格率高、性能优等优点；

2、液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，轴向槽槽道截面为圆形，具有结构强度高、流阻小的优点；

3、液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，轴向槽的渐变截面设计，可改变流通面积；

4、液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，独特周向槽结构(带双圆弧的腰型槽)，可有效防止生产过程中槽道塌陷的风险，实现轴向槽之间的光滑过渡；

5、液体火箭发动机再生冷却身部及其槽道结构，渐扩出口槽设计，槽道扩散角为20°，可有效降低槽道局部阻力损失。

附图说明