[发明专利]适用于空间装置的低温发动机

说明书

本发明提供了一种适用于空间装置的低温发动机，包括喷注器本体、推力室、火花塞，所述喷注器本体中设置有容纳空间，所述火花塞安装在喷注器本体的一侧且火花塞上所具有的电极延伸到容纳空间中；所述推力室安装在喷注器本体的另一侧且与容纳空间连通；所述喷注器本体上设置有助燃剂流道以及可燃剂流道，所述助燃剂流道、可燃剂流道都与容纳空间连接，本发明可燃剂流道上采用倾斜核心喷嘴和涡流喷嘴相结合的结构设计，通过分级燃烧独立控制点火核心区混合比和发动机总混合比，确保发动机点火工作的可靠性和热结构安全性，结合电火花点火次数不受限制的优势，能够满足空间应用的姿态控制发动机几万次脉冲点火工作以及长寿命使用等特殊要求。

技术领域

本发明涉及火箭发动机技术领域，具体地，涉及一种适用于空间装置的低温发动机。

背景技术

高性能、无毒的低温化学推进技术已经成为液体火箭发动机的主流发展方向，基于液氧/甲烷、液氧/液氢等低温推进剂组合的火箭发动机及其推进系统，因具有较高的综合性能(比冲性能、可重复使用性能、操作维护性和空间长期贮存等)，在运载火箭、空间飞行器、星表基地建设等领域存在广泛的应用前景。然而，不同于采用四氧化二氮/肼类燃料组合的常规发动机，液氧/甲烷等低温双组元非自燃推进剂组合的发动机需要专门的点火结构才能实现发动机的工作，因此点火技术成为液氧/甲烷发动机可靠工作的核心关键技术之一。尤其是空间应用的小推力低温姿态控制发动机，几万次脉冲点火工作以及长寿命使用等特殊需求对发动机的点火可靠性和热结构安全性等提出了更高的要求。

专利文献CN108321678B公开了一种预燃室点火结构、系统及其工作方法，包括伸入预燃室内部的中心电极，在其端部配置接地电极，所述中心电极及接地电极之间形成位于预燃室内部的火花塞间隙，但该设计中电极容易被烧蚀，降低了设备的可靠性。

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适用于空间装置的低温发动机。

根据本发明提供的一种适用于空间装置的低温发动机，包括喷注器本体、推力室、火花塞；

所述喷注器本体中设置有容纳空间，所述火花塞安装在喷注器本体的一侧且火花塞上所具有的电极延伸到容纳空间中；

所述推力室安装在喷注器本体的另一侧且与容纳空间连通；

所述喷注器本体上设置有助燃剂流道以及可燃剂流道，所述助燃剂流道、可燃剂流道都与容纳空间连接。

优选地，还包括第一阀门以及第二阀门；

所述第一阀门安装在助燃剂流道上，所述第二阀门安装在可燃剂流道上。

优选地，所述助燃剂流道通过自击式一次喷嘴与容纳空间连接。

优选地，所述自击式一次喷嘴包括多个第一喷孔，每两个第一喷孔组成一个自击对，所述自击对的数量为2～8个，所述第一喷孔的长径比为2～4，在自击对中的自击对撞击角为60～90°。

优选地，所述喷注器本体的内壁上设置有内凸阴极，所述内凸阴极将所述容纳空间分割为雾化汽化室以及燃烧室，所述电极沿延伸方向的一端间隙安装在内凸阴极中，其中所述间隙形成环形二次喷嘴，所述环形二次喷嘴连通雾化汽化室和燃烧室。

优选地，所述可燃剂流道上延伸出第一子流道以及第二子流道，所述第一子流道通过倾斜核心喷嘴与容纳空间连接，所述第二子流道通过涡流喷嘴与容纳空间连接。

优选地，所述自击式一次喷嘴朝向容纳空间的方向上设置有汽化隔板，所述汽化隔板连接所述喷注器本体。

优选地，所述倾斜核心喷嘴连接燃烧室，其中所述倾斜核心喷嘴的朝向与环形二次喷嘴的朝向呈夹角布置，所述夹角为0～90°。