[发明专利]用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置及支撑方法

说明书

本发明提出了用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置及支撑方法，属于固体火箭发动机制造技术领域，其具体包括燃烧室以及连接在燃烧室内部的药柱，药柱的外表面与燃烧室内表面之间设置有支撑件；支撑件包括底支撑板和侧支撑板，底支撑板设置在药柱的头部，侧支撑板设置在药柱的外部侧面，底支撑板和侧支撑板是非连接的。利用本发明用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置能够保证药柱的完整性和固体火箭发动机运行时的安全性，同时对药柱表面有缓冲、应力释放的作用，能够很好地改善药柱的受力情况。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机制造技术领域，具体涉及用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置及支撑方法。

背景技术

固体火箭发动机是火箭、导弹等航空航天飞行器的动力装置，其原理是通过固体推进剂燃烧产生高温燃气，高温燃气经过喷管喷出后产生反作用力从而推动火箭或导弹。在发动机工作时，其燃烧室内一直处于高温高压状态。

当发动机的燃烧室内一直处于高温高压状态时，药柱表面也会处于高温高压气体环境下，因此，暴露于气体环境中的药柱表面会受到较大的压应力，当药柱表面受压不均时，会产生较大的应力，从而破坏药柱的完整性，甚至会使药柱产生断裂，严重时会导致发动机压力过高而发生解体。端面燃烧发动机由于其工作模式为燃面从末端一直向前推移，药柱一般呈柱状且安装在发动机燃烧室圆筒内，其装药系数高、发动机内壁与药柱外表面空隙小，在燃烧时为了保证药柱的强度需要给药柱的前端及侧表面通助燃气，助燃气需要靠药柱与发动机内壁间的空隙回流至药柱头部及表面，因此，当药柱与发动机内壁空隙过小时就会阻碍助燃气的流动，使得药柱受压不均；当药柱与发动机内壁空隙偏大时，在发动机装配、运输过程中会造成药柱晃动，产生安全隐患。

现有技术主要是通过控制药柱表面与燃烧室内壁间的间隙，同时用粘结剂粘住药柱的头部或用紧密配合件卡住药柱的头部来减少药柱的晃动，保证药柱表面的通气，但是这些方法还存在以下弊端：

1、采用粘结剂粘结药柱头部的方法一般应用于小型发动机，将药柱头部涂满粘结剂后直接装配于燃烧室内底部，待粘结剂固化后就可以，这种方法容易导致药柱由于重力作用自然置于燃烧室内壁正下方，造成药柱与燃烧室内壁产生偏心，下方间隙小而上方间隙大，造成不利影响；同时由于药柱是用粘接剂固定，而粘接剂会随着时间老化，粘接性能变差、粘接块发生变形，此时运输发动机就可能造成药柱晃动甚至与燃烧室内壁脱粘，影响发动机性能，甚至造成安全隐患。

2、对于大中型发动机一般采用紧密配合件卡住药柱头部的方法，为了防止药柱在燃烧室内晃动，在燃烧室内壁前端设置有与药柱配合的接口，将药柱头部与其装配，使药柱沿径向固定，但是药柱中后段处于悬空状态，由于重力作用在药柱内部会产生应力，对药柱的完整性不好，因此需要在药柱中后段设置药柱支撑件避免药柱中后段悬空；但支撑件支撑面一般不大，支撑处以及药柱中段悬空处仍然会产生较大的应力。

发明内容

针对上述现有技术中固体火箭发动机的药柱容易在燃烧室内晃动造成不安全，药柱表面通气不均匀产生应力的问题，本发明提出了用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置及支撑方法，能够很好地解决这两个问题，其具体技术方案及方法如下：

用于固体火箭发动机端面燃烧药柱的支撑装置，包括燃烧室以及连接在燃烧室内部的药柱，所述药柱的外表面与燃烧室内表面之间设置有支撑件；

所述支撑件包括底支撑板和侧支撑板，所述底支撑板设置在药柱的头部，所述侧支撑板设置在药柱的外部侧面，所述底支撑板和侧支撑板是非连接的。

进一步限定，所述底支撑板连接在燃烧室端面封头的内壁上，且底支撑板沿着燃烧室端面封头的内壁均匀布置。

进一步限定，所述侧支撑板连接在燃烧室内表面上，且侧支撑板沿着燃烧室内表面的周向均匀布置。

进一步限定，所述侧支撑板的内侧面与药柱的外表面之间留有0.1㎜～0.3㎜的间隙。