一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器的制作方法

1.本发明属于航天领域，特别是液体火箭发动机。


背景技术：

2.针栓式喷注器液体火箭发动机，它具有结构简单，调节方便，可靠性高，燃烧稳定，成本低等优点，受到了越来越多的重视。但已有针栓式喷注器都有一个共同特点，喷注器上喷嘴没有稳定流量的结构，燃烧室压力波动能通过喷嘴传递到喷嘴上游，使上游的压力也出现波动，该路流量随之波动，流量波动进一步放大燃烧室压力波动，导致发动机振动加剧，性能发生较大变化。


技术实现要素：

3.本发明目的是要得到一种含有稳定流量结构的针栓式喷注器，推动液体火箭发动机技术进一步发展。
4.为解决上述问题，本发明提供了一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器，包括：与燃烧室身部连接的喷注器壳体，进入燃烧室前隔离两种推进剂的针阀，固定针栓的支板，与针阀共同构成内圈推进剂流道的针栓；喷注器壳体与针阀之间的流道后段构成外喷嘴，针阀与针栓之间的流道后段构成内喷嘴。根据需要，喷注器的外喷嘴或内喷嘴或两个喷嘴同时含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为喷嘴喉部。
5.进一步的，本发明包含三种型式，实际应用为其中之一。
6.（1）外喷嘴含有稳定流量结构，内喷嘴不含有稳定流量结构。
7.在所述喷注器壳体侧面设有开口，外圈推进剂经该口进入喷注器。
8.进一步的，所述喷注器壳体与针阀之间的流道后段构成外喷嘴，外喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为外喷嘴喉部。
9.进一步的，外圈推进剂如果为液态，在外喷嘴喉部发生汽蚀，再贴针阀喷入燃烧室；如果为汽态，在外喷嘴喉部保持音速，再贴针阀喷入燃烧室。
10.进一步的，所述针阀头部设有开口，内圈推进剂经该口进入喷注器。
11.进一步的，所述针阀内部设有与之连接的支板，支板上固定沿燃烧室轴线的针栓。
12.进一步的，所述支板上设有用于推进剂流动的通道。
13.进一步的，所述针栓与针阀之间的流道后段构成内喷嘴，内喷嘴不含有流通面积先减小后增大的结构。
14.进一步的，内圈推进剂经内喷嘴贴针阀喷入燃烧室。
15.进一步的，外圈推进剂和内圈推进剂在针阀外锥面和内锥面相交处发生撞击。
16.进一步的，撞击后的两种推进剂如果属于自燃推进剂，直接发生反应；如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
[0017] （2）内喷嘴含有稳定流量结构，外喷嘴不含有稳定流量结构。
[0018]
在所述喷注器壳体侧面设有开口，外圈推进剂经该口进入喷注器。
[0019]
进一步的，所述喷注器壳体与针阀之间的流道后段构成外喷嘴，外喷嘴不含有流通面积先减小后增大的结构。
[0020]
进一步的，外圈推进剂经外喷嘴贴针阀喷入燃烧室。
[0021]
进一步的，所述针阀头部设有开口，内圈推进剂经该口进入喷注器。
[0022]
进一步的，所述针阀内部设有与之连接的支板，支板上固定沿燃烧室轴线的针栓。
[0023]
进一步的，所述支板上设有用于推进剂流动的通道。
[0024]
进一步的，所述针栓与针阀之间的流道后段构成内喷嘴，内喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为内喷嘴喉部。
[0025]
进一步的，内圈推进剂如果为液态，在内喷嘴喉部发生汽蚀，再贴针阀喷入燃烧室；如果为汽态，在内喷嘴喉部保持音速，再贴针阀喷入燃烧室。
[0026]
进一步的，外圈推进剂和内圈推进剂在针阀外锥面和内锥面相交处发生撞击。
[0027]
进一步的，撞击后的两种推进剂如果属于自燃推进剂，直接发生反应；如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
[0028]
（3）外喷嘴和内喷嘴均含有稳定流量结构。
[0029]
在所述喷注器壳体侧面设有开口，外圈推进剂经该口进入喷注器。
[0030]
进一步的，所述喷注器壳体与针阀之间的流道后段构成外喷嘴，外喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为外喷嘴喉部。
[0031]
进一步的，外圈推进剂如果为液态，在外喷嘴喉部发生汽蚀，再贴针阀喷入燃烧室；如果为汽态，在外喷嘴喉部保持音速，再贴针阀喷入燃烧室。
[0032]
进一步的，所述针阀头部设有开口，内圈推进剂经该口进入喷注器。
[0033]
进一步的，所述针阀内部设有与之连接的支板，支板上固定沿燃烧室轴线的针栓。
[0034]
进一步的，所述支板上设有用于推进剂流动的通道。
[0035]
进一步的，所述针栓与针阀之间的流道后段构成内喷嘴，内喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为内喷嘴喉部。
[0036]
进一步的，内圈推进剂如果为液态，在内喷嘴喉部发生汽蚀，再贴针阀喷入燃烧室；如果为汽态，在内喷嘴喉部保持音速，再贴针阀喷入燃烧室。
[0037]
进一步的，外圈推进剂和内圈推进剂在针阀外锥面和内锥面相交处发生撞击。
[0038]
进一步的，撞击后的两种推进剂如果属于自燃推进剂，直接发生反应；如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
附图说明
[0039]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中。
[0040]
图1为实施例中一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器示意图，外喷嘴含有稳定流量结构，内喷嘴不含有稳定流量结构。
[0041]
图2为实施例中一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器示意图，内喷嘴含有稳定流量结构，外喷嘴不含有稳定流量结构。
[0042]
图3为实施例中一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器示意图，外喷嘴和内喷嘴均含有稳定流量结构。
[0043]
附图标记说明。
[0044]
1燃烧室身部2喷注器壳体3针阀4支板5针栓。
具体实施方式
[0045]
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本发明作进一步介绍和说明。
[0046]
关于本文中所使用的“含有”，“具有”等，均为开放性用语，即意指包含但不限于。
[0047]
实施例1。
[0048]
如图1所示，本实施例所示的一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器，外喷嘴含有稳定流量结构，内喷嘴不含有稳定流量结构，包括喷注器壳体2、针阀3、支板4以及针栓5，喷注器壳体2侧面设有开口，针阀3顶部设有开口，针阀3内部固定支板4，支板4上固定针栓5。
[0049]
上述结构中，外圈推进剂由喷注器壳体2侧面开口进入，经外喷嘴喷入燃烧室，其中外喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为外喷嘴喉部，外圈推进剂如果为液态，在外喷嘴喉部发生汽蚀，如果为汽态，在外喷嘴喉部保持音速，这样外喷嘴就起到稳定外圈推进剂流量的作用；内圈推进剂由针阀3顶部开口进入，经内喷嘴喷入燃烧室。
[0050]
当两种推进剂都喷入燃烧室后，在针阀3外锥面与内锥面相交处发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体2上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
[0051]
实施例2。
[0052]
如图2所示，本实施例所示的一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器，内喷嘴含有稳定流量结构，外喷嘴不含有稳定流量结构，包括喷注器壳体2、针阀3、支板4以及针栓5，喷注器壳体2侧面设有开口，针阀3顶部设有开口，针阀3内部固定支板4，支板4上固定针栓5。
[0053]
上述结构中，外圈推进剂由喷注器壳体2侧面开口进入，经外喷嘴喷入燃烧室；内圈推进剂由针阀3顶部开口进入，经内喷嘴喷入燃烧室，其中内喷嘴含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为内喷嘴喉部，内圈推进剂如果为液态，在内喷嘴喉部发生汽蚀，如果为汽态，在内喷嘴喉部保持音速，内喷嘴就起到稳定内圈推进剂流量的作用。
[0054]
当两种推进剂都喷入燃烧室后，在针阀3外锥面与内锥面相交处发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体2上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
[0055]
实施例3。
[0056]
如图3所示，本实施例所示的一种含有稳定流量结构的液体火箭发动机针栓式喷注器，外喷嘴和内喷嘴均含有稳定流量结构，包括喷注器壳体2、针阀3、支板4以及针栓5，喷注器壳体2侧面设有开口，针阀3顶部设有开口，针阀3内部固定支板4，支板4上固定针栓5。
[0057]
上述结构中，外圈推进剂由喷注器壳体2侧面开口进入，经外喷嘴喷入燃烧室，其中外喷嘴含由流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为外喷嘴喉部，外圈推进剂如果为液态，在外喷嘴喉部发生汽蚀，如果为汽态，在外喷嘴喉部保持音速，外喷嘴就起到
稳定外圈推进剂流量的作用；内圈推进剂由针阀3顶部开口进入，经内喷嘴喷入燃烧室，其中内喷嘴也含有流通面积先减小后增大的结构，流通面积最小处为内喷嘴喉部，内圈推进剂如果为液态，在内喷嘴喉部发生汽蚀，如果为汽态，在内喷嘴喉部保持音速，内喷嘴就起到稳定内圈推进剂的作用。
[0058]
当两种推进剂都喷入燃烧室后，在针阀3外锥面与内锥面相交处发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体2上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。