[发明专利]一种防串腔高温燃气生成装置身部及其加工方法

说明书

本发明提供了一种防串腔高温燃气生成装置身部及其加工方法，解决现有地面试验用高温燃气生成装置身部采用钎焊连接，存在焊接质量、可靠性低，成本较高的问题。身部包括筒状结构身部本体、沿轴向开设在身部本体外壁且圆周均布的多个凹槽及覆盖在每个凹槽上的条形盖板；相邻两条形盖板间的空隙采用焊接方式填满。身部加工方法包括步骤：1)加工圆柱形锻压件及钻孔加工，形成筒状结构；2)对筒状结构外圆进行分度，在分度位置铣凹槽；3)根据待加工凹槽的数量和尺寸、身部所需外径，加工相应条形盖板；4)将条形盖板焊接在相应的凹槽上；5)焊接相邻条形盖板间的空隙形成圆柱状身部胚料；6)退火处理；7)对身部胚料内、外圆机加至要求尺寸。

技术领域

本发明涉及冲压发动机直连试验技术，具体涉及一种冲压发动机地面直连试验来流模拟系统防串腔高温燃气生成装置身部及其加工方法。

背景技术

飞行中的冲压发动机，从大气中吸取空气作为氧化剂，与自身携带的燃料燃烧产生推力，其内流和外流工作状况由一定飞行高度的大气参数：静压、静温和飞行速度决定。由该飞行中的大气参数结合发动机进气道临界几何尺寸，计算进气道入口气流的总温、总压、马赫数等参数。

在地面试验过程中，总温模拟往往采用氧化剂与燃料燃烧加热空气的方式产生高温燃气。该燃烧装置一般由喷注器、燃烧室身部、喉部组成，氧化剂、燃料通过喷注器喷注、雾化、混合后，在距离喷注面一定距离的地面开始燃烧，随着马赫数不同，总温不同，马赫数Ma8条件下，总温约2450K左右。因此对燃烧室身部的热防护提出了严苛的要求。

现有火箭发动机及高热流密度燃烧装置的燃烧室身部采用波纹板、铣槽式等结构，图1a和1b为波纹板式冷却结构，包括内筒01、外筒02以及设置在内筒01和外筒02之间的波纹板03,波纹板03与内筒01和外筒02采用钎焊连接,钎焊连接处形成钎焊面04；图2a和2b为铣槽式冷却结构，包括内筒01、外筒02和多个肋板05，每个肋板05的外端面、内端面分别与外筒02内壁、内筒01外壁采用钎焊连接，钎焊连接处形成钎焊面04，多个肋板05沿圆周方向均布。

上述燃烧室身部均采用钎焊连接，钎焊连接时可能由于钎料敷设的均匀性等问题，导致焊接质量检测性差，出现因虚焊、钎料流动导致串腔等风险，使结构件在局部冷却不到位的地方易出现烧蚀，甚至带来灾难性问题。而且钎焊缝隙的公差与钎料的特性、设计人员、加工人员的经验密切相关，以及整体加工需要钎焊炉、真空箱等外围设备，系统配套复杂，费用昂贵，良品率必须通过大量的试验验证才能逐步提高。

地面试验用高温燃气生成装置燃烧室身部与火箭发动机燃烧室身部功能相同，但要求不同，地面试验设施要求多次使用，而火箭发动机有重量要求，只保证单次满足使用要求即可。因此地面燃烧装置在身部加工过程中需要保证每条焊缝可靠焊接，每个冷却通道必须能够承压且冷却到位，才能保证试验台长寿命、可重复使用，而且需要保证成本可控与生产周期。

发明内容

为了解决现有地面试验用高温燃气生成装置身部采用钎焊连接方式，存在焊接质量、焊接可靠性低，成本较高的技术问题，本发明提供了一种防串腔高温燃气生成装置身部及其加工方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种防串腔高温燃气生成装置身部，其特征在于：包括筒状结构的身部本体、沿轴向开设在身部本体外壁且圆周均布的多个凹槽以及采用焊接方式焊接在身部本体外壁且覆盖在每个凹槽上的条形盖板；

位于相邻两条形盖板之间的空隙采用焊接方式填满。

进一步地，所述条形盖板的截面为梯形。

同时，本发明还提供了一种防串腔高温燃气生成装置身部的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)加工圆柱形锻压件，对锻压件进行轴向钻孔加工，形成筒状结构；

2)加工筒状结构外径，根据待加工凹槽的数量，对筒状结构的外圆进行分度，并在分度位置铣凹槽；