[发明专利]一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机及工作方法

说明书

本发明涉及一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机及工作方法，包括依次连接的封盖、富燃燃烧室、流量调节装置、富氧燃烧室、混燃室、尾喷管；流量调节装置包括收敛段、滑盘式流量调节阀、扩张段、电机固定架、旋转伺服电机、控制板、星型齿轮减速器、星型传动齿轮；滑盘式流量调节阀共两个滑盘阀，每个滑盘阀的中心设有内凹圆形孔用于放置球轴承，通过旋转轴连接，两个滑盘阀之间密封且可相互转动；旋转伺服电机通过星型齿轮减速器与星型传动齿轮相连；旋转伺服电机与电机固定架通过安装在流量调节装置收敛段末端的法兰盘固定；控制板与旋转伺服电机相连。本发明结构紧凑、装配控制便捷能够同时实现固体火箭发动机顿感高能和性能调控。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机领域，具体涉及一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机及工作方法。

背景技术

随着对战略导弹的需求不断增加，推力可控是满足这些日益增长的需求的一种选择。历史上，用于可控推力的主要推进系统一直是液体推进系统。然而，对于战略导弹来说，封装限制和与液体系统相关的其他问题是许多战略导弹系统采用固体推进剂推进系统的原因。提高投送射程、增强机动性是我国战略导弹应具备的必要特征，因此固体发动机向高能化和性能随控方向发展。

目前固体火箭发动机实现推力可调的方案主要由以下几种：调节喷管喉部面积的变推力发动机；控制推进剂质量燃速的变推力发动机；加质发动机；胶状推进剂发动机；层状发动机；熄火发动机。其中喉部面积可调发动机研究历史最长，理论和试验基础好，推力调节比大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机及工作方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机，包括依次连接设置的封盖、富燃燃烧室、流量调节装置、富氧燃烧室、混燃室、尾喷管及位于富燃燃烧室内部的点火装置；

所述流量调节装置包括收敛段、滑盘式流量调节阀、扩张段、电机固定架、旋转伺服电机、控制板、星型齿轮减速器、星型传动齿轮；所述滑盘式流量调节阀共两个滑盘阀，每个滑盘阀的中心设有内凹圆形孔用于放置球轴承，通过旋转轴连接，两个滑盘阀之间密封且可相互转动；所述旋转伺服电机通过星型齿轮减速器与星型传动齿轮相连；所述旋转伺服电机与电机固定架通过安装在流量调节装置收敛段末端的法兰盘固定；所述控制板与旋转伺服电机相连，用于控制旋转伺服电机的旋转角度。

进一步地，所述封盖与富燃燃烧室通过一体化设计浇筑成一个整体，富燃燃烧室与流量调节装置上游通过法兰盘连接；所述富氧燃烧室与混燃室及尾喷管通过一体化设计浇筑成一个整体，富氧燃烧室与流量调节装置下游通过法兰盘连接。

进一步地，所述富燃燃烧室内装填富燃固体推进剂；富氧燃烧室内装填富氧固体推进剂；富氧燃烧室之后连接混燃室，使富燃固体推进剂和富氧固体推进剂的燃气充分掺混并燃烧。

进一步地，所述右端滑盘阀固定不可转动，左端滑盘阀通过伺服机构驱动星型传动齿轮进行旋转，用于控制流经流量调节装置的流道面积。

进一步地，所述流量调节装置的扩张段与不可转动滑盘阀一体化设计，左侧可转动滑盘阀与流量调节装置的收敛段密封连接且可相对转动，在两个滑盘阀一周分别各设有四个通气孔，且两个滑盘阀的四个通气孔位置正对。

一种性能主动调控的分装组合固体火箭发动机的工作方法，发动机开始工作，富燃燃烧室中的富燃固体推进剂自持燃烧产生富燃燃气；富燃燃气进入到富氧燃烧室中，引燃富氧固体推进剂，耦合燃烧反应在富燃燃气与富氧燃气之间发生；未完全反应的富燃燃气和富氧燃气，在混燃室中；调节发动机推力时，通过控制板控制驱动机构旋转伺服电机的旋转角度，同时通过星型传动齿轮旋转滑盘阀，调整流量调节装置的有效喉道面积，改变压强，调节推力。

本发明的有益效果在于：