一种姿控发动机低成本导流筒的制作方法

1.本实用新型涉及导弹及火箭结构设计技术领域，具体涉及一种姿控发动机低成本导流筒。


背景技术：

2.在高空弱气动环境下，导弹常采用基于姿控发动机的直接力控制技术，由于结构限制，姿控发动机在舱内安装时其喷管距弹壁会有一段距离，发动机射流不能直达舱外，影响控制效果及舱内设备，需设计导流筒排导发动机射流；同时，为使导弹在稠密大气层内飞行时仍保持良好的气动外形，导流筒上还需设计堵盖。
3.受弹体外形和姿控发动机布局限制，导流筒外形结构复杂，成型困难。目前尚未见相关导流筒结构的文献报道，在工程实际中导流筒常采用耐高温复合材料编织成型或整体模压成型。
4.因此，目前亟需一种结构简单、低成本的导流筒，能够保持导弹气动外形，解决姿控发动机工作时的射流排导问题，避免影响舱内设备。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种姿控发动机低成本导流筒，具有结构简单、造价低的优点，其结构中包含堵盖，能够使导弹在稠密大气层内飞行时仍保持良好的气动外形，解决姿控发动机工作时的射流排导问题，避免影响舱内设备。
6.一种姿控发动机低成本导流筒，包括：套管、非金属内衬、堵盖和连接螺钉。
7.套管为圆柱形管，圆柱形管一端向外延伸出弧形连接面，弧形连接面的切面与圆柱形管另一端的端面夹角小于90
°
，弧形连接面上具有一个内凹结构；非金属内衬与套管的内表面粘接，非金属内衬一端的端面与套管弧形连接面上内凹结构共同形成堵盖的安装槽；堵盖通过连接螺钉固定在套管弧形连接面上的内凹结构内，堵盖的内侧表面同时与套管和非金属内衬的端面贴合，堵盖的外侧表面与套管的弧形连接面共形。
8.进一步地，套管采用合金钢机加成型。
9.进一步地，非金属内衬采用环氧胶粘接在套管上。
10.进一步地，堵盖采用铝合金机加成型。
11.进一步地，非金属内衬采用耐高温玻璃纤维/酚醛缠绕成型。
12.进一步地，连接螺钉为盘头螺钉。
13.进一步地，套管上开有四个沉孔。
14.有益效果：本实用新型采用的“金属套管+耐高温非金属内衬”的导流筒新颖、工艺性好、承载能力强，小批量生产成本低廉，具有较高的工程应用价值。相比整体采用耐高温复合材料编织或模压成型的导流筒，本实用新型避免了复杂的模具设计和成型要求，工艺性好，在小批量生产时成本降低约50％；采用的导流筒包含堵盖设计，该堵盖冲开时削弱槽发生大塑性变形并整体飞出，无多余飞溅物。同时，本实用新型已成功应用于某型号导弹设
计，通过了地面试验和飞行试验考核，技术成熟。
附图说明
15.图1为本实用新型低成本导流筒在弹上的安装示意图；
16.图2为本实用新型低成本导流筒简图；
17.图3为本实用新型的导流筒堵盖削弱设计简图；
18.其中，1-弹体、2-导流筒、3-姿控发动机喷管、4-套管、5-非金属内衬、6-堵盖、7-连接螺钉。
具体实施方式
19.下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
20.如图1所示，导流筒2安装在弹体1上，两组姿控发动机喷管3沿弹体内壁横向安装，每个导流筒2通过4个沉孔连接在弹体1上。本实用新型实施例中，每个弹体1上安装4个导流筒2。当姿控发动机工作时，堵盖6被姿控发动机喷管3发出的第一次脉冲射流整体冲开飞出，在后续高温脉冲射流的持续作用下，导流筒2的结构温度升高，非金属内衬5逐渐发生剥蚀和炭化，直到发动机工作结束，导流筒2的结构不发生破坏和失效。
21.如图2所示，本实用新型提供的姿控发动机低成本导流筒(即导流筒2)包括：套管4、非金属内衬5、堵盖6和连接螺钉7。本实用新型实施例中，连接螺钉7为盘头螺钉。
22.套管4为圆柱形管，圆柱形管一端向外延伸出弧形连接面，弧形连接面的切面与圆柱形管另一端的端面夹角小于90
°
，弧形连接面上具有一个内凹结构；非金属内衬5与套管4的内表面粘接，非金属内衬5一端的端面与套管4弧形连接面上内凹结构共同形成堵盖6的安装槽；堵盖6通过连接螺钉7固定在套管4弧形连接面上的内凹结构内，堵盖6的内侧表面同时与套管4和非金属内衬5的端面贴合，堵盖6的外侧表面与套管4的弧形连接面共形。本实用新型实施例中，非金属内衬5采用环氧胶粘接在套管4上。
23.导流筒2的主体采用“金属套管+耐高温非金属内衬”的形式，套管4是导流筒2的基体，采用合金钢机加成型，与弹体1连接，起承载的作用；非金属内衬5采用耐高温玻璃纤维/酚醛缠绕成型，起到排导发动机射流的作用，耐高温、耐冲刷烧蚀。该结构发挥了金属套管易于机加、承载能力强和非金属内衬耐高温的特点，工艺性好、成本低。
24.套管4起承载作用，其与弹体1的连接需满足结构承载要求；非金属内衬5受高温、高速的发动机射流冲刷，其壁厚通常由发动机射流的速度、温度及工作时间综合确定，并避免金属套管4温度过高、失去承载能力。
25.堵盖6采用铝合金机加成型，在姿控发动机工作前可靠承载，保持气动外形；在姿控发动机工作时，堵盖6与连接螺钉7处的v型削弱槽会发生大塑性变形，使连接螺钉7失去连接作用，堵盖6整体飞出，无多余飞溅物。
26.如图3所示，堵盖6与套管4连接结构设计要综合考虑导弹飞行振动、过载环境与姿控发动机推力、燃烧室压强等因素，合理确定v型削弱槽的t、w、l、d、θ等结构尺寸。
27.综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，包括：套管(4)、非金属内衬(5)、堵盖(6)和连接螺钉(7)；所述套管(4)为圆柱形管，圆柱形管一端向外延伸出弧形连接面，弧形连接面的切面与圆柱形管另一端的端面夹角小于90
°
，弧形连接面上具有一个内凹结构；所述非金属内衬(5)与套管(4)的内表面粘接，非金属内衬(5)一端的端面与套管(4)弧形连接面上内凹结构共同形成堵盖(6)的安装槽；所述堵盖(6)通过所述连接螺钉(7)固定在套管(4)弧形连接面上的内凹结构内，堵盖(6)的内侧表面同时与套管(4)和非金属内衬(5)的端面贴合，堵盖(6)的外侧表面与套管(4)的弧形连接面共形。2.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述套管(4)采用合金钢机加成型。3.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述非金属内衬(5)采用环氧胶粘接在所述套管(4)上。4.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述堵盖(6)采用铝合金机加成型。5.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述非金属内衬(5)采用耐高温玻璃纤维/酚醛缠绕成型。6.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述连接螺钉(7)为盘头螺钉。7.如权利要求1所述的一种姿控发动机低成本导流筒，其特征在于，所述套管(4)上开有四个沉孔。

技术总结
本实用新型提供了一种姿控发动机低成本导流筒，包括：套管4、非金属内衬5、堵盖6和连接螺钉7。本实用新型具有结构简单、造价低的优点，解决姿控发动机工作时的射流排导问题，避免影响舱内设备。本实用新型避免了复杂的模具设计和成型要求，工艺性好，在小批量生产时成本降低约50％。本实用新型包含堵盖6的设计，能够使导弹在稠密大气层内飞行时仍保持良好的气动外形；堵盖6冲开时整体飞出，无多余飞溅物。同时，本实用新型已成功应用于某型号的导弹设计，通过了地面试验和飞行试验考核，技术成熟。成熟。成熟。


技术研发人员：王军辉 胥磊 杨军 卢睿 王蓉晖 罗明昌 韩飞 吴敏 张瑞阳
受保护的技术使用者：西安航天动力技术研究所
技术研发日：2021.04.13
技术公布日：2022/6/17