一种可装填式多脉冲固体火箭发动机的制作方法

本发明涉及一种可装填式多脉冲固体火箭发动机，属于固体火箭推进领域。

背景技术：

固体火箭发动机结构简单，使用方便，安全性好，可靠性高，无论在战略、战术导弹上还是在航天领域，都发挥了重要的作用。但是，与液体火箭发动机相比，固体火箭发动机在可控性方面还缺乏灵活性，从而影响了它的使用和发展。为此，美国、日本等国从70年代开始就对能够多次启动并提供间歇推力的多脉冲固休火箭发动机进行了全面系统的研究和开发。

以多脉冲固体火箭发动机为动力系统的飞行器可灵活地分配固体火箭发动机的能量，使飞行器飞行更远的距离；同时对于从近到远的各种射程，也可以通过调节脉冲间隔达到最佳性能。另外，飞行器可具有较高的末段速度和末段推力矢量控制,这样便可用较小的弹翼和尾舵来实现机动飞行，加强了飞行时期的隐蔽性和突防能力。

为了更好地实现上述的优势，脉冲固体火箭发动机的发展趋势是脉冲数目更加多(比如大于5)，而不是现今国内主要研究的双脉冲或是三脉冲。传统的增加脉冲次数的方法便是在燃烧室中添加更多脉冲单元，但是这势必增加了燃烧室的结构尺寸与质量，同时由于自由容积的增加，也会造成脉冲单元点火困难，工作不可靠。另外，每个脉冲单元的推力都是预设的，其大小在工作过程中也是不可改变的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可装填式多脉冲固体火箭发动机，该装置将装药储存与燃烧室分开，可以实现不少于5次脉冲，使得脉冲发动机能量管理、射程增加、飞行器末端机动增强等优势更加突出；装置未增加燃烧室的尺寸，点火也更加可靠；另外通过控制装填装药的数目，可以灵活调节推力的大小。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种可装填式多脉冲固体火箭发动机，包括：储药装置和改进燃烧室；

所述改进燃烧室是在多脉冲固体火箭发动机中的燃烧室前室盖开设通孔，用于装填装药；且将点火装置固定安装在前室盖外侧；前室盖中心位置处安装有活动门与轴的传动装置；燃烧室内放置承药装置；所述承药装置包括第一转动轴和多个承药筒，所述多个承药筒分别与第一转动轴固定连接；

所述活动门与轴的传动装置包括：轴、轴套、插销、连杆和活动门；所述轴沿圆周向内开设若干凹槽，用于放置插销；门与连杆固定连接；连杆与轴套固定连接；轴套套在轴的外侧；插销一端固定在连杆上；

承药装置中的转动轴与活动门与轴的传动装置中的轴固定连接；

所述改进燃烧室还包括挡药板，作用是限制装药在轴向的运动；

所述改进燃烧室还包括温度和压力传感器；

所述储药装置包括：储药舱和进药装置；所述进药装置包括运输装置和推进装置；

所述储药舱内带有多个储药筒，所述多个储药筒分别与第二转动轴固定连接；所述第二转动轴通过第一电机传动；所述储药筒上开设条状开口，便于导轮和装药接触；

所述运输装置包括第二电机、传动带和导轮；电机通过传动带控制导轮运动，导轮与装药接触，进而使装药向前滑动；

所述推进装置包括第三电机、定滑轮、滑杆、滑套、第一弹簧、PE线、第二弹簧和推杆；PE线穿过定滑轮后固定在滑套上；滑套与第一弹簧固定连接，并共同套在滑杆上；推杆一端与滑套铰链接，且与滑杆成一定角度；推杆与滑套间固定安装有第二弹簧；

需保证：导轮将装药传输到导轮的转动已经无法使最前端装药前进的位置时，此时导轮停止转动，同时推杆的第二弹簧处于松弛状态，且推杆与装药接触；

所述导轮固定在储药舱侧壁上；

定滑轮、第一弹簧分别固定在储药舱侧壁上或者改进燃烧室的前室盖上；

工作过程：发动燃烧室中的点火装置，点燃预先装载的装药，形成推力。通过温度与压强传感器确定燃烧室内的装药已经燃烧殆尽，可以装填。此时活动门与轴传动装置中的插销是插在轴的凹槽中，轴顺时针转动一定角度，从而活动门也绕轴旋转相同角度，前室盖的通孔打开，拔出插销，活动门与轴之间的传动断开。

第一电机启动带动第二转动轴使某一个储药筒旋转对准前室盖通孔。运输装置的第二电机启动，通过传动带带动导轮转动，由于导轮和装药间的摩擦力，装药朝向通孔滑动；导轮将装药传输到导轮的转动已经无法使最前端装药前进的位置时，此时导轮停止转动，同时推杆的第二弹簧处于松弛状态，且推杆与装药接触；第三电机启动通过PE线使滑套沿滑杆向通孔方向运动，同时滑套带动推杆，推杆推动装药，最后装药完全进入燃烧室中的承药筒。

第一转动轴转动使某一个空的承药筒对准通孔，重复上述的装药过程，直到燃烧室中的每个承药筒都装填了装药或是装填需要数目的装药。此时将活动门与轴传动装置中的插销重新插回轴的凹槽中，逆时针转动一定角度，活动门随着轴转动而转动，通孔关闭；发动前室盖外侧的点火装置中的一个，点燃装药，形成推力。

重复上述整个过程，从而获得多次脉冲。

有益效果：

本发明提出的可装填式多脉冲固体火箭发动机，可以灵活地对固体火箭的能量进行管理；通过备用装药与燃烧室的隔离，不增加燃烧室尺寸和质量，实现多次脉冲和点火可靠。另外通过对装填程序的控制，控制装填装药的数目，可以灵活改变脉冲的推力大小。

附图说明

图1为整个发明装置轴向的剖面图；

图2为储药舱的A-A剖面图；

图3为燃烧室C-C剖面图；

图4为燃烧室前室盖B-B侧视图；

图5为活动门的剖面图；

图6为活动门与转动轴的传动装置示意图；

图7为运输装置运动示意图；

图8为推进装置示意图；

图9为点火装置示意图。

其中，1—储药装置、2—改进燃烧室、3—前室盖、4—通孔、5—装药、6—点火装置、7—活动门与轴的传动装置、8—承药装置、9—第一转动轴、10—承药筒、11—轴、12—轴套、13—插销、14—连杆、15—活动门、16—电磁装置、17—弹簧、18—凹槽、19—挡药板、20—喷管、21—燃烧室密封件、22—片状点火装置、23—导线、24—燃烧室壳体、25—温度和压力传感器、26—电机、27—储药舱、28—运输装置、29—推进装置、30—储药筒、31—第二转动轴、32—第一电机、33—条状开口、34—第二电机、35—传动带、36—导轮、37—第三电机、38—定滑轮、39—滑杆、40—滑套、41—第一弹簧、42—PE线、43—第二弹簧、44—推杆、45—点火药、46—导管、47—非金属塞子

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

一种可装填式多脉冲固体火箭发动机，如图1所示，包括：储药装置1和改进燃烧室2；

所述改进燃烧室2是在多脉冲固体火箭发动机中的燃烧室前室盖3开设通孔4，用于装填装药5；且将5个点火装置6固定安装在前室盖3外侧；前室盖3中心位置处安装有活动门与轴的传动装置7；燃烧室内放置承药装置8；所述承药装置8包括第一转动轴9和5个承药筒10，所述5个承药筒10分别与第一转动轴9固定连接；

所述活动门与轴的传动装置7如图6所示，包括：轴11、轴套12、插销13、连杆14、活动门15、电磁装置16和弹簧17；所述轴11沿圆周向内开设5个凹槽18，用于放置插销13；活动门15与连杆14固定连接；连杆14与轴套12固定连接；轴套12套在轴11的外侧；电磁装置16固定在连杆14上；弹簧17与轴套12固定连接；插销13放在弹簧17中；

承药装置8中的第一转动轴9与活动门与轴的传动装置7中的轴11固定连接；

所述改进燃烧室2还包括挡药板19，作用是限制装药5在轴向的运动；

所述改进燃烧室2还包括温度和压力传感器25；

所述储药装置1包括：储药舱27、运输装置28和推进装置29；

如图2所示，所述储药舱27内带有5个储药筒30，所述5个储药筒30分别与第二转动轴31固定连接；所述第二转动轴31通过第一电机32传动；所述储药筒30上开设条状开口33，便于导轮36和装药5接触；

所述运输装置28如图7，包括第二电机34、传动带35和导轮36；第二电机34通过传动带35控制导轮36运动，导轮36与装药5接触，进而使装药5向前滑动；导轮36固定在储药舱27侧壁上；

所述推进装置29如图8，包括第三电机37、定滑轮38、滑杆39、滑套40、第一弹簧41、PE线42、第二弹簧43和推杆44；PE线42穿过定滑轮38后固定在滑套40上；滑套40与第一弹簧41固定连接，并共同套在滑杆39上；推杆44一端与滑套40铰链接，且与滑杆39成一定角度；推杆44与滑套40间固定安装有第二弹簧43；定滑轮38、第一弹簧41分别固定在储药舱27侧壁上或者改进燃烧室2的前室盖3上；

如图8所示，导轮36将装药5传输到导轮36的转动已经无法使最前端装药5前进的位置时，此时导轮36停止转动，同时推杆44的第二弹簧43处于松弛状态，即存在空隙使得推杆44与装药5的侧面接触；

所述点火装置6如图9所示，包括点火药45、导管46和非金属塞子47。点火药45主体部分在前室盖3的外侧，导管46穿过前室盖3进入改进燃烧室2，非金属塞子47堵住均匀分布在导管46上的孔。

工作过程：如图1所示，外部的点火控制装置通过导线23传输点火信号给片状点火装置22，片状点火装置22开始工作并点燃改进燃烧室2中的预装装药5.当改进燃烧室2中的压强足够大时，燃气便冲破燃烧室密封件21，通过喷管20形成推力。通过温度与压强传感器25确定改进燃烧室2内的装药5已经燃烧殆尽，可以装填。此时活动门与轴传动装置7中的插销13是插在轴11的凹槽18中，轴11顺时针转动72度，从而活动门15也绕轴11旋转相同角度，前室盖3的通孔4打开，此时将电磁装置16通电，形成的磁力将插销13从凹槽18中拔出，活动门15与轴11之间的传动断开，如图4所示。

第一电机32启动带动第二转动轴31使某一个储药筒30旋转对准前室盖3通孔4，然后停止转动。运输装置28的第二电机34启动，通过传动带35带动导轮36转动，由于导轮36和装药5间的摩擦力，装药5朝向通孔4滑动；导轮36将装药传输到导轮的转动已经无法使最前端装药5前进的位置时，此时导轮36停止转动，如图7所示；同时推进装置29的推杆44的第二弹簧43处于松弛状态，且推杆44与装药5侧面接触；为了确保在导轮36停止转动时，推杆44能够和装药5的侧面接触，可以切除装药5后侧面的一部分形成斜面或通过其他方式确保每个装药5之间有一定空隙。第三电机37启动通过PE线42使滑套40沿滑杆向通孔4方向运动，同时滑套40带动推杆44，推杆44推动装药5，最后装药5完全进入改进燃烧室2中的承药筒10。

此时电机26带动轴11转动，轴11再带动第一转动轴9转动，使某一个空的承药筒10对准通孔4，重复上述的装填过程，直到燃烧室中的每个承药筒10都装填了装药5或是装填了需要数目的装药5。第一转动轴9与前室盖3之间用石墨密封。此时将活动门与轴传动装置7中的电磁装置16断电，插销13在弹簧17的作用下重新插回轴11的某一凹槽18中，轴11逆时针转动72度，活动门15随之逆时针转动72度，通孔4被关闭；发动前室盖3外侧的点火装置6中的一个，点火药45点燃之后，形成燃气，燃气将非金属塞子47顶出，从而燃气通过导管46进入改进燃烧室，燃气点燃所有装药5，通过喷管20，形成推力。

重复上述整个过程，从而获得多次脉冲。为了获得更多脉冲可以增加点火装置6和储药舱27的装药数量。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。