[发明专利]一种火箭发动机用一体化结构喷注器

说明书

本发明提供了一种火箭发动机用一体化结构喷注器，氧化剂入口、氧化剂集液腔、氧化剂分配通道、氧化剂环腔及氧化剂喷注孔；燃料入口、燃料集液腔、燃料输送通道、燃料分配通道、燃料环腔及燃料喷注孔，每种推进剂流经各自通道到后进入各自环腔，进入相应的喷注孔。本发明依据所述的加工方法，有效减少了零件数量，简化了加工流程，加速了喷注器的制作周期，减少了加工成本，同时提高了产品的可靠性。本发明的氧化剂环腔和燃料环腔分圈设置，分别对应喷注口，使得氧化剂和燃料分别喷注；喷注孔形成喷注对，互击形成氧化剂雾扇和燃料雾扇，雾扇之间相互渗混，保证了氧化剂和燃料能够按照比例均匀混合，提高了燃烧效率。

技术领域

本发明涉及火箭发动机技术领域，尤其涉及一种火箭发动机用一体化结构喷注器。

背景技术

火箭发动机的发展方向是简化结构以提高发动机可靠性，同时保证发动机性能。传统液体火箭发动机的喷注器为组织氧化剂与燃料供应、混合，随其推力的增大，其结构则越为复杂。一般液体火箭发动机的喷注器由多个零件构成，然后再将多个零件通过钎焊、氩弧焊等多种焊接方法将多个零件连接到一起，制造周期长、成本高，制约着发动机方案的快速验证和发动机产品成本的降低。

CN106735829A公开了一种液体火箭发动机推力室头部喷注器的多零件结构的焊接方法。通过焊接的方式形成喷注器整体的加工工艺复杂，氧化剂和燃料的喷嘴相互套设，液体之间直接混合，相互间的渗透性较差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种火箭发动机用一体化结构喷注器，采用一体化的结构，简化了加工流程；喷注孔形成喷注对，互击形成氧化剂雾扇和燃料雾扇，雾扇之间相互渗混，保证了氧化剂和燃料能够按照比例均匀混合，提高了燃烧效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种火箭发动机用一体化结构喷注器，包括氧化剂入口、氧化剂集液腔、氧化剂分配通道、氧化剂环腔、氧化剂喷注孔、燃料入口、燃料集液腔、斜向燃料输送通道、横向燃料输送通道、燃料分配通道、燃料环腔及燃料喷注孔；

氧化剂经氧化剂入口进入氧化剂集液腔，再经若干氧化剂分配通道进入对应的氧化剂环腔，由氧化剂喷注孔喷出；

燃料经燃料入口进入燃料集液腔，再经燃料输送通道进入若干燃料分配通道，由燃料分配通道进入对应的燃料环腔，由燃料喷注孔喷出；

所述氧化剂环腔设置在两个所述燃料环腔之间。

进一步地，氧化剂喷注孔构成若干氧化剂喷注对，每个氧化剂喷注对内两个氧化剂喷注孔喷注的氧化剂互击形成氧化剂雾扇；

燃料喷注孔构成若干燃料喷注对，每个燃料喷注对内两个氧燃料喷注孔喷注的燃料互击形成燃料雾扇；

所述氧化剂雾扇与所述燃料雾扇互相渗混。

进一步地，每个氧化剂喷注对内的两个氧化剂喷注孔的轴线成45～85°的夹角；每个燃料喷注对内的两个燃料喷注孔的轴线成50～90°的夹角。

进一步地，按照氧化剂和燃料的比例要求，确定氧化剂喷注孔和燃料喷注孔的直径及数量，其中喷注孔压降为燃烧室压力的15％～25％。

进一步地，所述氧化剂环腔为6个，所述燃料环腔为8个；所述氧化剂喷注孔和燃料喷注孔的数量相同，所述氧化剂喷注孔的直径大于燃料喷注孔的直径。

进一步地，所述喷注器为锥形套筒，顶部为氧化剂入口，套筒内部为氧化剂集液腔；燃料输送通道包括横向燃料输送通道和斜向燃料输送通道；所述喷注器的侧壁上设置燃料入口、燃料集液腔以及沿侧壁周向设置的斜向燃料输送通道；所述喷注器的底部均匀设置多条沿半径方向分布的横向燃料输送通道连接至所述斜向燃料输送通道。