适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构及燃发器的制作方法

1.本技术涉及燃气发生器技术领域，特别涉及一种适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构及燃发器。


背景技术：

2.贴壁浇注式固体火箭发动机的药柱在固化冷却、点火内压等环境下，其端部存在应力奇异性，极易造成药柱端部和壳体之间发生界面脱粘，它使药柱端部周边处的局部药柱表面暴露在高温燃气中，导致燃烧面积增大，破坏了预定的推力、压力变化规律，甚至引起燃烧室超载而爆破。
3.为了防止热应力过大，通常会在药柱与绝热层之间设置人工脱粘结构。而在针栓式固体姿控发动机点火过程中，一方面，点火初期会形成冲击波，激波会导致人工脱粘层内外存在压强差；另一方面，阀门针栓在往复运动中也会造成燃烧室压强波动，使人工脱粘层内外存在压强差。这种压强差会引起人工脱粘部位应力和应变的变化，极易造成药柱和人工脱粘层发生界面脱粘，有可能引起发动机爆炸。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构及燃发器，以解决相关技术中压强差会引起人工脱粘部位应力和应变的变化，造成药柱和人工脱粘层发生界面脱粘，进而引起发动机爆炸的问题。
5.第一方面，提供了一种适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构，其包括：
6.壳体绝热层，所述壳体绝热层用于粘接在壳体的内壁上；
7.人工脱粘层，所述人工脱粘层包括沿所述壳体的轴向分布且互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分粘接在所述壳体绝热层的内壁上，所述第二部分与所述壳体绝热层的内壁形成第一间隙；
8.以及，所述壳体绝热层的内壁上开设有导气槽，所述导气槽与第一间隙连通。
9.一些实施例中，所述导气槽沿所述壳体轴向延伸。
10.一些实施例中，所述导气槽在所述人工脱粘层表面的投影位于所述第二部分上。
11.一些实施例中，所述导气槽有多个，且沿壳体绝热层周向均匀分布。
12.一些实施例中，所述导气槽有12个。
13.一些实施例中，所述第一间隙的大小为0～0.5mm，且当取值为0时，所述第二部分与所述壳体绝热层的内壁接触且不粘接。
14.一些实施例中，所述导气槽的横断面呈矩形或弧形。
15.一些实施例中，所述人工脱粘层内壁上还设有衬层。
16.一些实施例中，所述人工脱粘层表面上具有人工脱粘止裂点，所述人工脱粘止裂点沿所述人工脱粘层周向布置，并将所述人工脱粘层分成所述第一部分和第二部分。
17.第二方面，提供了一种燃发器，其包括：
18.壳体，所述壳体的一端为点火药盒安装端；
19.以及，如上任一所述的适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构，其粘接在所述壳体的内壁上，且所述第二部分位于所述第一部分和点火药盒安装端之间；
20.药柱，所述药柱填充于所述绝热结构内。
21.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
22.本技术提供的绝热结构，其提供的人工脱粘层分成两部分，一部分为与壳体绝热层完全粘接的第一部分，另一部分为与壳体绝热层不粘接，以形成第一间隙的第二部分，同时在壳体绝热层的内壁上开设导气槽，并使导气槽与第一间隙连通。
23.其一、导气槽的存在使得人工脱粘层内外两侧受力能够迅速达到平衡，减小了药柱与人工脱粘层之间的界面应力，可有效防止发生界面脱粘。
24.其二、固体姿控发动机阀门针栓在往复运动中造成燃烧室压强不断波动，导气槽可实时适应压强的变化，使人工脱粘层内外两侧压力平衡，保证药柱界面的完整性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的燃发器示意图(装填有药柱)；
27.图2为图1中a处局部示意图；
28.图3为本技术实施例提供的燃发器示意图(未装填药柱)；
29.图4为图3中b-b向视图。
30.图中：1、壳体；10、点火药盒安装端；2、壳体绝热层；20、导气槽；3、人工脱粘层；30、第一间隙；31、人工脱粘止裂点；4、衬层；5、药柱。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.参见图1、图2、图3和图4所示，本技术实施例提供了一种适用于固体姿控发动机压强波动的绝热结构，该绝热结构包括壳体绝热层2和人工脱粘层3，壳体绝热层2与壳体1的内壁全部粘接在一起，以对壳体1进行绝热保护；人工脱粘层3内填装药柱5，人工脱粘层3包括沿壳体1的轴向分布的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相互连接成一体，第一部分全部粘接在壳体绝热层2的内壁上，第二部分与壳体绝热层2的内壁形成第一间隙30，壳体绝热层2的内壁上开设有导气槽20，导气槽20与第一间隙30连通。
33.本技术提供的绝热结构，其提供的人工脱粘层3分成两部分，一部分为与壳体绝热层2完全粘接的第一部分，另一部分为与壳体绝热层2不粘接，以形成第一间隙30的第二部分，同时在壳体绝热层2的内壁上开设导气槽20，并使导气槽20与第一间隙30连通，其好处
是：
34.其一、导气槽的存在使得人工脱粘层内外两侧受力能够迅速达到平衡，减小了药柱与人工脱粘层之间的界面应力，可有效防止发生界面脱粘。
35.其二、固体姿控发动机阀门针栓在往复运动中造成燃烧室压强不断波动，导气槽可实时适应压强的变化，使人工脱粘层内外两侧压力平衡，保证药柱界面的完整性。
36.导气槽20的形式有多种，作为示例，比如，采用螺旋式的，再比如，参见图3所示，导气槽20沿壳体1轴向延伸，一方面，可以降低加工难度，另一方面，有利于燃气进入人工脱粘层3和壳体绝热层2二者界面之间，以使得人工脱粘层内外两侧受力能够迅速达到平衡。
37.导气槽20在人工脱粘层3表面的投影位于第二部分上。
38.导气槽20的横断面可以有多种形式，作为示例，比如如图4所示的呈矩形，矩形四角为倒角，再比如呈弧形。
39.导气槽20有多个，且沿壳体绝热层2周向均匀分布，比如，导气槽20有12个。
40.在一些优选的实施方式中，第一间隙30的大小为0～0.5mm，且当取值为0时，第二部分与壳体绝热层2的内壁接触且不粘接。第二部分与壳体绝热层2之间的间隙较小，为滞止区，高温燃气充入后温度不会太高，可有效保护壳体壁面。
41.参见图2所示，人工脱粘层3内壁上还设有衬层4，以使药柱5与人工脱粘层3粘接牢固。
42.参见图1所示，人工脱粘层3表面上具有人工脱粘止裂点31，人工脱粘止裂点31沿人工脱粘层3周向布置，并将人工脱粘层3分成第一部分和第二部分。
43.参见图1、2和图3所示，本技术实施例还提供了一种燃发器，其包括壳体1、上述任一实施例提供的绝热结构以及药柱5，壳体1的一端为点火药盒安装端10，绝热结构粘接在壳体1的内壁上，且第二部分位于第一部分和点火药盒安装端10之间，药柱5填充于绝热结构内。
44.综上所述，本技术提供的绝热结构，在固体姿控发动机点火启动瞬变的压强下，使药柱端面的受力状态得以改善，以减缓压强冲击引起的应力，避免产生突然的变形冲击，导致发动机结构破坏。
45.人工脱粘层与药柱界面处于粘接状态，与壳体绝热层界面基本处于接触状态(0～0.5mm间隙)，在壳体绝热层轴向均匀开导气槽保证了燃烧室压强波动下人工脱粘层内外压强达到平衡，减小界面的应力水平，从而保证装药界面完整。
46.以上特点组合后，解决了固体姿控发动机在燃烧室压强波动情况下药柱界面脱粘问题，保证姿控发动机在整个工作过程中界面应力处于较低水平，保持界面完整，增加系统的安全性。
47.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。