固体火箭发动机燃气流量调节装置环形多孔扰流结构的制作方法

文档序号:13677157阅读:788来源:国知局
技术领域本发明涉及喷气推进装置技术领域,具体涉及一种适用于固体姿轨控火箭发动机燃气流量调节分流均匀的燃气扰流结构。

背景技术:
固体姿轨控火箭发动机是利用火箭发动机燃气的直接反作用效应产生横向机动控制力矩和力的控制方式。前者通过安装在距导弹质心一定距离上的发动机产生控制力矩快速建立攻角,侧向过载由气动力产生,其典型应用是美国的PAC-3(“爱国者—3”)导弹;后者将发动机布置在导弹质心位置,直接产生侧向过载,其典型应用是俄罗斯S-400的两种小型导弹9M96E和9M96E2以及法国的Aster-30。固体姿轨控火箭发动机可提高导弹的机动性和敏捷性,使其具备攻击高速、高机动性目标的能力,从而实现精确打击,甚至直接碰撞的动能杀伤,是未来高机动性防空导弹必不可少的辅助动力系统。固体火箭发动机使用维护简便、可靠性高、结构简单等突出优点是众所周知的,而可控性差又是其突出的缺点。为实现固体姿轨控火箭发动机的推力调节,往往采用燃气流量调节装置进行燃气流量分配和调节,达到推力大小调节的目的。固体姿轨控火箭发动机燃气温度高达2000K以上,燃气流速高,燃气流量调节装置位于发动机的一端,高温燃气为单口和双口进气,高速高温燃气直接冲刷燃气流量调节装置,高温高速不均匀的燃气来流会造成流量调节装置的阀芯受力不均匀,也会造成固体姿轨控火箭发动机推力偏心等问题;更严重的情况会发生流量调节装置结构破坏,发动机喷管烧穿和发动机爆炸等灾难性事故。因此业界需要一种扰流结构,其结构形式相对简单,能耐高温,抗热冲击,具有良好的高温力学强度,足够的通气面积确保燃气流通相对顺畅;可以实现燃气来流的预混均匀,并减小不均匀来流对燃气流量调节装置的气动力,确保固体火箭发动机燃气流量调节装置正常工作。

技术实现要素:
本发明的目的是提出一种燃气流量调节装置的扰流结构,解决固体火箭发动机燃气流量分配和调节问题,减小高温高速燃气来流对流量调节装置阀芯的气动冲击和干扰,减小固体姿轨控火箭发动机推力偏心问题。为了达到上述发明目的,本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是,提出一种固体火箭发动机燃气流量调节装置环形多孔扰流结构,对高温高速来流燃气进行预混和均匀分配。燃气扰流结构采用耐高温合金或者高温结构陶瓷等材料进行制备,可以根据来流方向在环形扰流结构上加工多个通气孔,气孔形状和气孔个数根据燃气入口和喷管出口的面积进行相应调整,燃气环形扰流结构位于流量调节装置阀芯的外围,通过机械和胶粘等方式固定在燃气入口和流量调节装置阀芯之间。燃气扰流结构可减少燃气对流量调节装置阀芯的不均匀冲刷和气动冲击,也可过滤固体火箭发动机燃气中夹杂的一些大块残渣。本发明固体火箭发动机燃气流量调节装置环形多孔扰流结构与现有技术相比,不仅具有结构简单、紧凑、易成型、装配方便、耐高温、工作可靠等特点;而且起到了预混燃气来流,均匀分配燃气,减少高温高速燃气对燃气流量调节装置的局部冲刷烧蚀,有效地降低了燃气流量调节装置阀芯部件的气动冲击和侧向载荷,并且能降低流量调节装置阀芯运动过程中的摩擦阻力和振幅,保证燃气流量调节装置可靠顺畅工作。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1是固体火箭发动机燃气流量调节装置环形多孔扰流结构的示意图。图2是无扰流结构的燃气流量调节装置结构半剖示意图。图3是根据本发明实施的带扰流结构的燃气流量调节装置结构半剖示意图。具体实施方式参见示出本发明实施例的附图,下文将更详细地描述本发明。然而,本发明可以以许多不同形式实现,并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。如图1所示,本发明固体火箭发动机燃气流量调节装置环形多孔扰流结构,其特征为一环形多孔结构,该扰流结构可以采用耐高温合金材料、复合材料或高温结构陶瓷材料制作,圆柱环面上带有多个(个数≥3)圆形或其他所需形状的通气孔,多个通气孔可放置在同一圈或者多圈,通气孔可以圆周方向均布排列,也可根据使用要求在不同地方布置。如图2所示,箭头方向为燃气流动示意方向,由于无扰流结构,燃气大部分会沿着靠近燃气流量调节装置1入口方向流出,会造成喷管推力并且燃气流量调节装置阀芯2迎气流方向,所受气动冲击较大,局部冲刷烧蚀严重,并且会造成喷管出口燃气排出不均匀,从而造成推力偏心。如图3所示,增加环形多孔扰流结构3后,燃气首先在环形多孔扰流结构3之前进行预混,然后通过通气孔较为均匀地流出燃气流量调节装置1的喷管,从而产生沿轴线方向的均匀推力,也相应地减小了燃气流量调节装置阀芯2所受的气动冲击和侧向载荷,减少高温高速燃气对燃气流量调节装置阀芯2的烧蚀和冲刷,减小燃气流量调节装置阀芯2运动过程中的摩擦负载,并能过滤掉燃气中部分较大块的残渣。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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