一种固体火箭发动机装药药柱结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种固体火箭发动机装药药柱结构，属于固体火箭发动机【技术领域】。本发明在设计限制边界一定的条件下，在总开槽深度等于或超过药柱外半径的0.8倍、药柱内管直径小于等于药柱外径的0.25倍的情况下，通过变宽度槽部分的协调作用，在保证装药结构完整性的前提下，可以显著减小管直径和开槽宽度，从而提高采用该药型的固体火箭发动机装药燃烧室的装填比，达到提高固体火箭发动机体积能量密度这一总体性能的目的。
【专利说明】一种固体火箭发动机装药药柱结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体火箭发动机【技术领域】，具体涉及一种固体火箭发动机装药药柱结构。
【背景技术】
[0002]固体火箭发动机是武器装备大量应用的动力装置，药柱的结构设计固体火箭发动机的关键技术之一。在固体火箭发动机几十年的工程应用过程中，积累了大量的相关设计技术。
[0003]管槽药型是长细比较大、燃面变化规律要求较平稳的固体火箭发动机常用的药柱结构，其等宽度开槽101的典型结构见图1，通过优化槽的个数、管槽过渡斜槽结构尺寸等结构参数实现预期的燃面随肉厚的变化规律。
[0004]图1所示的药型结构在大量固体火箭发动机上得到应用，但是由于受到装药结构完整性分析技术手段的限制，该药型在工程上得以应用的较长时间内，工程实践中都是对开槽的深度、宽度、过渡斜槽的角度等结构参数进行一轮经验设计，再根据产品的试制和试验结果对这些结构参数进行调整。特别是为了保证过渡斜槽部位的装药结构完整性，而采取适当加大管直径、增大开槽宽度的措施，在燃烧室壳体尺寸一定的条件下，不利于提高装药燃烧室的装填比， 给提高固体火箭发动机总体性能带来一定阻力。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题是:如何提供一种固体火箭发动机装药药柱结构，以提高采用该药型的固体火箭发动机装药燃烧室的装填比，从而提高固体火箭发动机体积能量
山/又o
[0007]( 二 )技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固体火箭发动机装药药柱结构，包括相互连接的装药药柱内管和变宽度槽，所述变宽度槽包括相互连接的变宽度部分和等宽度部分，所述变宽度部分位于等宽度部分的内侧，装药药柱外径D、所述装药药柱内管的直径d、所述变宽度槽的总开槽深度H，以及所述变宽度部分的开槽深度Hl之间的关系为:
[0009]Hl=0.8 X H X ;
D
[0010]且所述变宽度部分的张角取10°~16°，H1/H越大所述张角取值越小，H1/H越小所述张角取值越大。
[0011]优选地，所述总开槽深度H大于或等于装药药柱外半径D/2的0.8倍，且装药药柱内管的直径d小于或等于装药药柱外径D的0.25倍。
[0012]优选地，所述装药药柱内管与变宽度槽通过过渡斜槽连接。
[0013](三)有益效果[0014]本发明在设计限制边界一定的条件下，在总开槽深度等于或超过药柱外半径的
0.8倍、药柱内管直径小于等于药柱外径的0.25倍的情况下，通过变宽度槽部分的协调作用，在保证装药结构完整性的前提下，可以显著减小内管直径和开槽宽度，从而提高采用该药型的固体火箭发动机装药燃烧室的装填比，达到提高固体火箭发动机体积能量密度这一总体性能的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为传统的固体火箭发动机用管槽药型的开槽部分的截面图；
[0016]图2为本发明的截面图；
[0017]图3为本发明的变宽度槽部分的截面图。
[0018]其中，等宽度开槽101 ;装药药柱内管-1 ;变宽度槽-2 ;过渡斜槽-3。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。[0020]通过有限元分析，在采用传统等宽度开槽管槽药型条件下，装药结构完整性设计的焦点在过渡斜槽上，并且在等宽度槽状态下，直径越小的部分应力应变越大。针对这一问题，为提高装药的装填比，本发明的提出的变宽度槽管槽药型总体结构示意图见图2，包括相互连接的装药药柱内管I和变宽度槽2，所述装药药柱内管I与变宽度槽2通过过渡斜槽3连接，该变宽度槽2如图3所示(图3为从图2的右边往左边看形成的图，其中0为圆心)，所述变宽度槽2包括相互连接的变宽度部分和等宽度部分，所述变宽度部分位于等宽度部分的内侧，其中，装药药柱外径D、所述装药药柱内管的直径d、所述变宽度槽的总开槽深度H，以及所述变宽度部分的开槽深度Hl之间的关系为:
[0021]Hl=0.8 X H x —-;
D
[0022]且所述变宽度部分的张角取10°~16°，H1/H越大所述张角取值越小，H1/H越小所述张角取值越大。
[0023]所述总开槽深度H大于或等于装药药柱外半径D/2的0.8倍，且装药药柱内管的直径d小于或等于装药药柱外径D的0.25倍。
[0024]借助有限元工具进行验证，可以证明，本发明在设计限制边界一定的条件下，在总开槽深度等于或超过药柱外半径的0.8倍、药柱内管直径小于等于药柱外径的0.25倍的情况下，通过变宽度槽部分的协调作用，在保证装药结构完整性的前提下，可以显著减小内管直径和开槽宽度，从而提高采用该药型的固体火箭发动机装药燃烧室的装填比，达到提高固体火箭发动机体积能量密度这一总体性能的目的。
[0025]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种固体火箭发动机装药药柱结构，其特征在于，包括相互连接的装药药柱内管(I)和变宽度槽(2)，所述变宽度槽(2)包括相互连接的变宽度部分和等宽度部分，所述变宽度部分位于等宽度部分的内侧，装药药柱外径D、所述装药药柱内管(I)的直径d、所述变宽度槽(2)的总开槽深度H，以及所述变宽度部分的开槽深度Hl之间的关系为: Hl=0.8><Hx
D 且所述变宽度部分的张角取10°~16°，H1/H越大所述张角取值越小，H1/H越小所述张角取值越大。
2.如权利要求1所述的固体火箭发动机装药药柱结构，其特征在于，所述总开槽深度H大于或等于装药药柱外半径D/2的0.8倍，且装药药柱内管(I)的直径d小于或等于装药药柱外径D的0.25倍。
3.如权利要求1或2所述的固体火箭发动机装药药柱结构，其特征在于，所述装药药柱内管(I)与变宽度槽(2)通过过渡斜槽(3)连接。
【文档编号】F02K9/10GK103644046SQ201310586535
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】吴华祯, 刘顶新, 苏华, 赖谋荣, 金勇
申请人:北京动力机械研究所