一种用于RBCC发动机的可拆卸式支板火箭

本发明属于火箭基组合循环发动机，尤其涉及一种用于rbcc发动机的可拆卸式支板火箭。

背景技术：

1、火箭基组合动力循环(rocket-based-combined-cycle，rbcc)发动机具有工作范围宽、兼具有高比冲、大推力以及可重复使用等技术特点，在天地往返飞行器、导弹武器和高超声速飞行器等领域拥有广泛的应用前景，是未来航天动力系统的重要发展方向之一。在火箭基组合动力循环发动机中，支板火箭发挥着重要的作用，在引射模态下主要起到了引射来流大气、燃料支板喷注、产生推力以及点火稳焰等作用；在亚燃模态、超燃模态下主要起到了点火和火焰稳定的作用；在纯火箭模态下则主要是提供所需推力。

2、目前，常用的引射火箭主要有基于燃气发生器工作的引射火箭和基于双组元的内嵌式支板火箭，基于燃气发生器工作的引射火箭通过将燃气由发动机外侧的燃气发生器引导输运到引射火箭中，然后燃气在火箭内进行膨胀加速从而对发动机前部的来流大气进行引射抽吸，然后在发动机流道内组织二次燃烧，但是这会增加湿面积，增加发动机热防护工作的难度。对于内嵌式支板火箭而言，可以在支板火箭内直接生成燃气，但是这就需要必须在发动机流道内安装一个完整的火箭结构，氧化剂和燃料的供应管路以及火花塞等结构都会占用较大的发动机流道空间进而影响整个发动机的性能，同时内嵌式支板火箭的结构较复杂，会给制造加工和安装过程带来较大的困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于rbcc发动机的可拆卸式支板火箭，以解决支板火箭所占发动机流道空间大、加工制作和安装过程困难的问题。

2、本发明采用以下技术方案：一种用于rbcc发动机的可拆卸式支板火箭，包括：位于发动机燃烧室内腔的火箭体、位于发动机燃烧室内腔且与火箭体垂直走向的支板体、用于封闭燃烧室内腔外壁的盖板；

3、支板体包括位于前侧的燃料支板，燃料支板竖向设置，且其下端与水平设置的火箭体固定连接，燃料支板自上而下竖向贯穿开设有容纳孔，容纳孔用于燃料管和气氧管自上而下穿过；

4、火箭体的上侧外壁上自上而下开设有第一通过孔，火箭体的内腔开设有第一腔体，第一通过孔用于燃料管的下端穿过并伸入第一腔体，第一腔体用于接收燃料管自上而下输送的燃料，

5、火箭体的上侧外壁上自上而下开设有第二通过孔，火箭体的内腔开设有第二腔体，第二通过孔用于气氧管的下端穿过并伸入第二腔体，第二腔体用于接收气氧管自上而下输送的气氧，

6、火箭体上侧外壁上自上而下开设有第三通过孔，火箭体的内腔开设有第三腔体，第三通过孔用于点火器的下端穿过并伸入第三腔体内，第三腔体和第二腔体之间通过第四通过孔连通，第三腔体与第一腔体之间通过第五通过孔连通，第三腔体用于气氧和燃料进行混合后在点火器的作用下燃烧并从火箭体后侧喷出进入发动机燃烧室内腔。

7、进一步地，支板体还包括位于后侧的固定支板，固定支板竖向设置，且其下端与水平设置的火箭体固定连接，固定支板用于与燃料支板相互配合进而将火箭体进行固定。

8、进一步地，盖板中心开设有第六通过孔；

9、还包括：容纳壳体，容纳壳体位于燃料支板与固定支板之间、且穿过第五通过孔向下延伸，容纳壳体竖向设置，且为上下均开口的筒状结构，容纳壳体与火箭体的第三通过孔同轴设置，容纳壳体的上端与盖板固定连接，其下端向下延伸并与火箭体的上侧外壁固定连接，容纳壳体内腔用于容纳点火器，容纳壳体用于保护点火器不受到气流冲刷的破坏，点火器用于沿其走向自下而上依次缠绕点火线，并将点火线向上延伸至容纳壳体外侧。

10、进一步地，第三腔体沿前后方向开设，第三腔体的后半段横截面积自前向后先逐渐缩小后逐渐增大形成喷管，喷管用于向燃烧室内腔喷射高温气体。

11、进一步地，第一腔体为水平且柱状，第二腔体为环状，第一腔体、第二腔体、第三腔体自前向后依次设置，且轴线重合。

12、进一步地，第五通过孔穿过第二腔体中心的火箭体实体后，将第一腔体和第三腔体相连通。

13、进一步地，第五通过孔和第四通过孔均设置有多个，多个第五通过孔相互聚集，多个第四通过孔相互离散，并包围多个第五通过孔设置。

14、进一步地，第三腔体的前半段横截面积自后向前逐渐缩小形成锥状区域，锥状区域用于容纳气氧和燃料，并使得两者充分混合。

15、进一步地，燃料支板的上端通过连接孔还与外界燃料系统相连通，燃料支板伸入燃烧室内腔的两侧侧壁上均开设有喷油孔，喷油孔用于向燃烧室内腔喷射燃料。

16、进一步地，其加工方法由以下步骤组成：

17、将火箭体水平放置，并将燃料支板和固定支板的下端焊接在火箭体的上侧外壁上，使得燃料支板和固定支板的走向与火箭体的走向垂直，

18、将盖板水平放置，并将燃料支板和固定支板的上端焊接在盖板的下侧，

19、将焊接后好的燃料支板和固定支板通过发动机燃烧室外壁的安装孔伸入燃烧室内腔，绕盖板的边沿一周通过螺钉将盖板固定在发动机燃烧室外壁上，

20、将点火线自上而下穿过竖向设置的容纳壳体，并缠绕在位于容纳壳体下侧点火器的上半段，

21、将缠绕有点火线的点火器竖向穿过盖板的第六通过孔，使得点火器的下端伸入火箭体的第三通过孔，并与火箭体螺纹连接，

22、通过压紧螺栓螺入点火器的上半段，并将点火线压紧，

23、将容纳壳体竖向伸入盖板的第六通过孔，使得容纳壳体的下端抵在火箭体的上侧外壁上、且位于点火器的外围，

24、绕容纳壳体上侧开口一周通过螺钉将容纳壳体固定在盖板上即可。

25、本发明的有益效果是：

26、1、本发明的燃料支板和固定支板均是竖向设置，即与火箭体的走向是垂直的，燃料支板和固定支板的走向均与燃烧室的轴线垂直，而且燃料支板和固定支板伸入燃烧室内腔的长度也很短，因此大幅减小了支板火箭的支板占发动机流道的空间，进而减小所占据的发动机流道空间，减小支板火箭的占空比，当rbcc工作于引射模态时，能够在一定程度上减小对气流的阻塞作用，增加引射的空气量，提供更多的氧化剂以支持更好的二次燃烧，实现推力增益；

27、2、本发明通过将第一腔体、第二腔体、第三腔体同轴设置，使得从第一腔体喷出的燃料在进入第三腔体时，被来自第二腔体的气氧所包裹，进而增加了混合的效果，提高了燃烧效率；

28、3、本发明的火箭体的长度短，也减小了火箭体对发动机流道体积的占用率，当rbcc工作于引射模态时，也能够在一定程度上减小对气流的阻塞作用，增加引射的空气量，实现推力增益；

29、4、本发明的点火器位于容纳壳体内、且固定在火箭体上，点火器与火箭体的集成性强，因此，容纳壳体能够在增加燃料支板和固定支板与火箭体的稳定性的同时保护点火器，使得点火器对火箭体内燃料实现点火；

30、5、本发明中盖板、燃料支板、固定支板之间均为焊接，稳定性好，同时降低了加工和安装的难度，减小了整体系统的复杂性，增加了支板火箭的可靠性。