一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡流阀固体发动机变推力和流量控制技术，具体地说，涉及一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀。
【背景技术】
[0002]在固体发动机变推力和流量控制技术中，涡流阀式变推力发动机是一种非常实用可行的技术。涡流阀结构采用切向喷入控制流，迫使燃气在涡流室内发生旋转，增大流动阻力，改变燃烧室平衡压强，进而影响推进剂燃速，实现对燃气生成量和排出量的控制，实现发动机推力调节的目的。
[0003]现有公开的技术文献“涡流阀几何参数对固体发动机推力调节特性的影响”(《推进技术》，Vol.28，N0.4，2007，p352_355)中，提出一种涡流阀结构。文中的涡流阀结构通过固定的开有切向孔的加注环将控制流喷进燃烧室，实现发动机推力的改变。如果该装置不进行控制流工作参数的变化，装置只能实现一种推力的改变。如果该装置通过控制流参数的改变实现多推力的变化，对于采用冷气控制流时，需要增加大范围调节的远程可控减压器，并且对减压器的要求较高；对采用固体燃气发生器式的控制流时，需要又增加一套固体发动机调节装置，将使系统更加复杂、技术难度更大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:在不改变控制流的工作参数，且不过多增加系统复杂性的情况下，通过改变控制流进入涡流室的角度，实现进入涡流室的控制流的角动量的变化，来实现涡流阀式变推力发动机的多推力工况的调节；本发明提出一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括涡流阀、固体实验发动机，涡流阀通过端部连接法兰与固体实验发动机固连，其特征在于所述涡流阀包括涡流阀壳体、中心锥、涡流室衬壁、控制流接管嘴、控制流角度调节轴、限位螺钉、电机支座、伺服电机、防护罩、定位螺栓、喷管，中心锥、涡流室衬壁与喷管位于涡流阀壳体内，中心锥与涡流阀壳体为间隙配合，中心锥与涡流阀壳体通过定位螺栓固连，涡流室衬壁与涡流阀壳体、喷管为间隙配合，喷管固定在涡流阀壳体端壁中间，防护罩位于涡流阀壳体端部，与涡流阀壳体通过连接螺栓固连，控制流角度调节轴一端穿过涡流阀壳体端壁、涡流室衬壁上的安装孔与中心锥上的轴孔配合，控制流角度调节轴的另一端穿过轴承和轴承盖，与伺服电机输出轴通过紧固螺栓连接，轴承盖与涡流阀壳体固定连接，限位螺钉安装在涡流阀壳体上，控制流接管嘴与涡流阀壳体固定焊接，控制流接管嘴与控制流角度调节轴的控制流汇流槽配合，伺服电机固定在电机支座上，电机支座与涡流阀壳体固连；
[0006]所述控制流角度调节轴为台阶轴，控制流角度调节轴的中间部位设有控制流汇流槽，控制流汇流槽内的控制流入口通过调节轴内腔与控制流出口相通，汇流槽的两侧分别有第一密封圈槽和第二密封圈槽，靠近第二密封圈槽侧边设有扇形限位环，相对扇形限位环切除部分角度为162度，控制流角度调节轴通过扇形限位环与限位螺钉配合进行限位，控制流角度调节轴的一端部有径向螺孔与轴向连接盲孔相通。
[0007]中心维、祸流室衬壁和嗔管米用尚强石墨材料。
[0008]控制流角度调节轴采用钨镍铁高温合金材料。
[0009]中心锥、涡流室衬壁、喷管和涡流阀壳体同轴安装。
[0010]有益效果
[0011]本发明提出的一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀，在不改变控制流的工作参数的情况下，通过改变控制流进入涡流室的角度，实现进入涡流室的控制流的角动量的变化来实现涡流阀式变推力发动机的多推力工况的调节。涡流阀与固体实验发动机固连，中心锥、涡流室衬壁与喷管位于涡流阀壳体内，中心锥与涡流阀壳体通过定位螺栓固连；喷管固定在涡流阀壳体端壁中间部位，防护罩通过连接螺栓固定在涡流阀壳体端部；控制流角度调节轴一端穿过涡流阀壳体端壁、涡流室衬壁上的安装孔与中心锥上的轴孔配合，控制流角度调节轴的另一端穿过轴承和轴承盖，与伺服电机输出轴通过紧固螺栓连接，轴承盖与涡流阀壳体固连。限位螺钉安装在涡流阀壳体上。变控制流供应角度涡流阀结构简单，安全可靠。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施方式对本发明一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀作进一步详细说明。
[0013]图1为本发明变控制流供应角度涡流阀结构示意图。
[0014]图2为本发明的控制流喷孔变角度示意图。
[0015]图3为本发明的控制流角度调节轴示意图。
[0016]图4为本发明的控制流角度调节轴右视图。
[0017]图5为图4的A-A剖视图。
[0018]图6为固体实验发动机燃烧室压强-时间曲线图。
[0019]图中:
[0020]1.涡流阀壳体2.中心锥3.涡流室衬壁4.控制流接管嘴5.控制流角度调节轴
6.限位螺钉7.电机支座8.紧固螺栓9.伺服电机10.轴承11.轴承盖12.防护罩13.连接螺栓14.定位螺栓15.第一密封圈16.第二密封圈17.喷管
[0021]A为控制流沿涡流室直径方向喷入涡流室位置出和C为控制流与涡流室直径方向摆动夹角各为72度时喷入涡流室位置；D为喷管与涡流室的接口 ；F为控制流角度调节轴径向螺孔；G为扇形限位环为第二密封圈槽J为控制流汇流槽；K为第一圈密封圈槽；L为控制流的出口 ；M为控制流入口 #为控制流角度调节轴轴向连接盲孔；
【具体实施方式】
[0022]本实施例是一种用于固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀。
[0023]参阅图1，本实施例固体变推力发动机的变控制流供应角度涡流阀，由涡流阀、固体实验发动机组成，涡流阀通过端部连接法兰与固体实验发动机固定连接；其中，涡流阀包括涡流阀壳体1、中心锥2、涡流室衬壁3、控制流接管嘴4、控制流角度调节轴5、限位螺钉6、电机支座7、紧固螺栓8、伺服电机9、轴承10、轴承盖11、防护罩12、连接螺栓13、定位螺栓14、第一密封圈15、第二密封圈16、喷管17。中心锥2、涡流室衬壁3与喷管17安装在涡流阀壳体I内，中心锥2与涡流阀壳体I为间隙配合，中心锥2与涡流阀壳体I通过定位螺栓14固定连接；中心锥2与涡流阀壳体I的位置通过定位螺栓14固定，便于安装控制流角度调节轴5。涡流室衬壁3与涡流阀壳体1、喷管17为间隙配合。喷管17固定安装在涡流阀壳体I侧端壁中间部位，防护罩安装在喷管17的后端部，与涡流阀壳体I通过连接螺栓13固定连接。控制流角度调节轴5 —端穿过祸流阀壳体I侧端壁、祸流室衬壁3上的安装孔与中心锥2上的轴孔配合安装，控制流角度调节轴5的另一端穿过轴承10和轴承盖11，与伺服电机9输出轴通过紧固螺栓8连接，轴承盖11与涡流阀壳体I固定连接。限位螺钉6安装在涡流阀壳体I上；控制流接管嘴4位于涡流阀壳体I