[发明专利]电控固体推进剂动力装置、药柱燃面与电极的接触方法

说明书

本发明涉及电控固体推进剂动力系统，特别涉及电控固体推进剂动力装置、药柱燃面与电极的接触方法。电控固体推进剂动力装置包括壳体，壳体内设有燃面电极和导电电极；导电电极固定在壳体内，燃面电极通过螺纹传动结构连接在相应的适配座上；燃面电极上设有燃气排出通道，燃气排出通道能够在燃气通过时使燃面电极产生旋转以依靠螺纹传动结构朝向药柱移动。药柱燃面与电极的接触方法，将药柱固定，将药柱的对应端的燃面电极设置为转动电极，使燃面电极一边转动一边与药柱的对应端端面保持接触；在燃面电极上设置燃气排出通道。本发明能够解决现有的电控固体推进剂动力装置燃气排出不畅、燃面面积难以计算的问题。

技术领域

本发明涉及电控固体推进剂动力系统，特别涉及电控固体推进剂动力装置、药柱燃面与电极的接触方法。

背景技术

电控可熄火固体推进剂(简称电控固体推进剂)是一种燃烧可控固体推进剂，具有独特的电化学特性，推进剂可通过两端的电极加载一定电压而点燃，断电后推进剂可主动熄火，由此可实现固体推进剂的多次点火、熄火。同时，在燃烧过程中，可以通过改变电压的大小来调节推进剂的燃速。对于使用电控固体推进剂的固体发动机、燃气发生器、火箭助推器、姿态控制系统等动力系统来说，电控固体推进剂动力装置为核心装置，其工作状态主要是通过外加电压来控制的，从而可提高动力系统工作的机动性和灵活性，且具有结构简单和能量精确可控的优点，使得动力系统能够主动、实时地发挥作用。

现有的电控固体推进剂动力装置一般包括壳体和连接在壳体上的喷管，壳体内设有药柱(完整名称为电控固体推进剂药柱)，壳体上还设有用于实现固体推进剂的点火、熄火的电极。根据电控固体推进剂的燃烧原理，推进剂在燃烧过程中必须与电极持续接触，才能不断地产生燃气，由于药柱燃烧时长度会逐渐缩短，因此设计上需满足电控固体药柱或电极持续移动从而保证持续接触的需求。另外，推进剂燃面的控制关系到整个动力设计，因此要求燃烧过程中燃面形状规则或燃面面积具有较容易的可计算性。

公布号为CN107642435A的中国发明专利申请公开了一种推力可调、可多次启动电控固体推进剂火箭发动机，其内于药柱的一端设置有两个共面布置的共面电极，另一端设置有弹簧，弹簧能够对药柱施加顶推力，使药柱始终与共面电极保持接触。工作时，两个工件电极分别连接电源的两端，在两共面电极之间加载一定电压，发动机可实现点火，切断电源，发动机主动熄火，发动机可实现连续性多次启动。并且，通过改变加载在两电极之间的电压大小，可实现对发动机推力的主动、实时控制。共面电极用于与药柱接触的部位分布有开孔，能够起到排出燃气的作用。为了防止两电极之间发生短路，两电极之间需要设置防击穿间隙。采用上述电极结构，共面电极上的开孔数量和面积会影响药柱产生的燃气向外排出，电极与极柱的燃面之间的气体还可能导致药柱与电极之间出现接触分离的问题，药柱燃烧产生的高温燃气也容易导致电极的烧蚀。并且，开孔和两电极之间的间隙也会影响燃面形状的保持，导致燃面形状不规则、燃面面积难以计算的问题，不易实现良好的动力设计。

授权公告号为CN110714855B的中国发明专利公开了一种推力实时可控、可重复点火与熄火的电控动力装置，其电极分为燃面电极和滑动电极。作为一种现有技术，通过选择两个电极的电极材料，药柱与燃料电极的接触面能够产生燃烧，而药柱与导电电极的接触面不发生燃烧。其中滑动电极背向药柱的一侧设置弹簧，弹簧依靠自身弹力主动实时推动滑动电极与药柱，保证药柱与燃面电极时刻保持紧密接触。为了实现燃气的排出，燃面电极用于与药柱接触的部位为多孔结构，通过开孔实现燃气的排出。该电控动力装置虽然将电极设置在了药柱的两端，能够避免电极间隙对药柱的燃面形状的影响，但是仍无法避免电极上的开孔对燃气排出的阻碍，也无法避免电极上的开孔对药柱的燃面形状的影响，同样存在燃气排出不畅、燃面面积难以计算的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电控固体推进剂动力装置，解决现有的电控固体推进剂动力装置燃气排出不畅、燃面面积难以计算的问题。本发明的另一个目的是提供一种药柱燃面与电极的接触方法，解决现有技术中药柱燃面与电极的接触方法存在的燃气排出不畅、燃面面积难以计算的问题。