本实用新型涉及固体火箭冲压发动机领域，具体是指一种固体火箭冲压发动机喷管。
背景技术：
随着飞行器对发动机要求的不断提高，以及飞行器技术的发展，固体火箭冲压发动机以其比冲高、体积小、重量轻、结构紧凑、成本较低等优势成为发展方向。固体火箭冲压发动机主要由燃气发生器、进气道、补燃室、喷管和助推器组成，其工作过程是：助推器在地面点火，将飞行器加速到转级马赫数后，启动转级程序，燃气发生器点火，富燃燃气进入补燃室与空气掺混燃烧，补燃室内的高温高压燃气经喷管喷射产生推力，为飞行器进一步加速、爬升至巡航马赫数和巡航高度提供持续动力。
喷管是固体火箭冲压发动机产生推力的重要部件，内部是个急剧变化流场，其压力、温度梯度变化很大，喷管喉衬内壁面一般由圆锥形收敛段、圆柱形喉部和圆锥形扩张段组成。当前的喷管喉衬为单一整体，材质一般采用石墨，石墨耐烧蚀，是一种不良导热体，质地很脆，在高温气流的灼烧下，热量分布极不均衡，喷管喉部各部位温度梯度大，产生内部热应力大，喷管喉衬容易断裂，这对喷管结构可靠性很不利。同时在高温气流灼烧下，喷管喉衬对周围结构件也会产生很大热应力，容易对周边结构件产生损坏。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种固体火箭冲压发动机喷管。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种固体火箭冲压发动机喷管，由收敛段喉衬、扩张段喉衬、补燃室壁面绝热层、喷管绝热层和补燃室壳体组成，所述的收敛段喉衬与扩张段喉衬相比更靠近发动机头部，所述的补燃室壁面绝热层和喷管绝热层位于所述收敛段喉衬和扩张段喉衬的外侧，所述的补燃室壳体位于所述的补燃室壁面绝热层和喷管绝热层外侧，所述的补燃室壁面绝热层与所述喷管绝热层相比更靠近发动机头部。
作为优选，所述的收敛段喉衬前部内壁面是圆锥面，为喷管喉衬的收敛段，所述的收敛段喉衬后部为圆柱面，为喷管喉衬的喉部的一段，所述的收敛段喉衬外壁面为圆柱面。
作为优选，所述的扩张段喉衬内壁面分为两段，前部是圆柱面，是喷管喉衬的喉部的一段，后部是圆锥面，是喷管喉衬扩张段的一段，所述的扩张段喉衬外壁面为圆锥面，前端面是圆环，后端面是圆锥面，外壁面与后端面之间用圆弧过渡。
作为优选，所述的补燃室壁面绝热层是圆柱形筒体，其内径比所述的收敛段喉衬略小，后端面有一个台阶，台阶处较大直径与所述的收敛段喉衬外径相同，用于固定收敛段喉衬，防止其出现轴向位移。
作为优选，所述的喷管绝热层的内壁面由前到后分为不同的四段，第一段为圆柱面，后三段为圆锥面，第一段与所述收敛段喉衬外壁面配合，第二段与所述扩张段喉衬外壁面配合，第三段与所述扩张段喉衬后端面配合，第四段与所述扩张段喉衬内壁面锥角相同，是喷管扩张段的一部分，所述的喷管绝热层外壁面是两个直径不同的圆柱面，由一个圆锥面连接。
作为优选，所述的收敛段喉衬、扩张段喉衬、补燃室壁面绝热层、喷管绝热层和补燃室壳体的配合面之间都留一定的间隙，防止工作过程中产生热应力，间隙大小根据燃气温度和喷管工作时间确定。
作为优选，所述的扩张段喉衬外壁面与所述喷管绝热层内壁面之间用锥面支撑，锥面与端面之间的用圆弧面过渡，可以将收敛段喉衬，扩张段喉衬对喷管绝热层的压力分散到整个接触面，使喷管绝热层受力均匀。
作为优选，所述的扩张段喉衬轴向长度较短，部分扩张段位于喷管绝热层。
作为优选，所述的补燃室壳体内壁面与喷管绝热层外壁面有一个圆锥面的台阶配合，有利于固定喷管绝热层在补燃室壳体的轴向位置。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：将喷管喉衬按前后位置分成收敛段喉衬、扩张段喉衬两段，喷管的喉部也分开在这两段中，安装后的前后两段喉衬之间保留一定的间隙，同时喉衬与绝热层等其他部件之间也保留一定的间隙，这种设计可以有效防止各部件内部产生热应力，对部件结构造成破坏。喉衬外壁面与绝热层之间通过圆锥面支撑，转角处用圆弧面过渡，将喷管对绝热层的作用力分散到整个接触面，使喉衬和绝热层接触面受力均匀，防止端面受力过大和转角处的应力集中，提高了结构可靠性。喷管的扩张段后部一截位于绝热层上，便于喷管安装，增强了喷管结构可靠性。
附图说明
图1是本实用新型一种固体火箭冲压发动机喷管的剖视图。
如图所示：1、收敛段喉衬，2、扩张段喉衬，3、补燃室壁面绝热层，4、喷管绝热层，5、补燃室壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
结合附图，一种固体火箭冲压发动机喷管，由收敛段喉衬1、扩张段喉衬2、补燃室壁面绝热层3、喷管绝热层4和补燃室壳体5组成，所述的收敛段喉衬1与扩张段喉衬2相比更靠近发动机头部，所述的补燃室壁面绝热层3和喷管绝热层4位于所述收敛段喉衬1和扩张段喉衬2的外侧，所述的补燃室壳体5位于所述的补燃室壁面绝热层3和喷管绝热层4外侧，所述的补燃室壁面绝热层3与所述喷管绝热层4相比更靠近发动机头部。
所述的收敛段喉衬1前部内壁面是圆锥面，为喷管喉衬的收敛段，所述的收敛段喉衬1后部为圆柱面，为喷管喉衬的喉部的一段，所述的收敛段喉衬1外壁面为圆柱面。
所述的扩张段喉衬2内壁面分为两段，前部是圆柱面，是喷管喉衬的喉部的一段，后部是圆锥面，是喷管喉衬扩张段的一段，所述的扩张段喉衬2外壁面为圆锥面，前端面是圆环，后端面是圆锥面，外壁面与后端面之间用圆弧过渡。
所述的补燃室壁面绝热层3是圆柱形筒体，其内径比所述的收敛段喉衬1略小，后端面有一个台阶，台阶处较大直径与所述的收敛段喉衬1外径相同，用于固定收敛段喉衬1，防止其出现轴向位移。
所述的喷管绝热层4的内壁面由前到后分为不同的四段，第一段为圆柱面，后三段为圆锥面，第一段与所述收敛段喉衬1外壁面配合，第二段与所述扩张段喉衬2外壁面配合，第三段与所述扩张段喉衬2后端面配合，第四段与所述扩张段喉衬2内壁面锥角相同，是喷管扩张段的一部分，所述的喷管绝热层4外壁面是两个直径不同的圆柱面，由一个圆锥面连接。
所述的收敛段喉衬1、扩张段喉衬2、补燃室壁面绝热层3、喷管绝热层4和补燃室壳体5的配合面之间都留一定的间隙，防止工作过程中产生热应力，间隙大小根据燃气温度和喷管工作时间确定。
所述的扩张段喉衬2外壁面与所述喷管绝热层4内壁面之间用锥面支撑，锥面与端面之间的用圆弧面过渡，可以将收敛段喉衬1，扩张段喉衬2对喷管绝热层4的压力分散到整个接触面，使喷管绝热层4受力均匀。
所述的扩张段喉衬2轴向长度较短，部分扩张段位于喷管绝热层4。
所述的补燃室壳体5内壁面与喷管绝热层4外壁面有一个圆锥面的台阶配合，有利于固定喷管绝热层4在补燃室壳体5的轴向位置。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。