一种连续调节旋转阀门式流量调节装置、发动机及飞行器的制作方法

本发明涉及固体姿轨控发动机，具体涉及一种连续调节旋转阀门式流量调节装置、发动机及飞行器。

背景技术：

1、随着航空航天领域新兴技术的不断发展，未来武器系统需要更高性能的要求。固体姿轨控发动机是一种应用于固体动能拦截器的动力系统，可实现系统的横向移动，以及俯仰、偏航和滚转的控制。

2、目前为了提升导弹的综合性能，国际上已经普遍采用固体姿轨控动力系统设计，由于某些导弹结构和功能的限制，主发动机工作时间较长，且工作完不能与弹体进行直接分离，因此进入空间拦截领域，需要轨控发动机提供更大的推力才能保证整个弹体系统的横向移动，来实现末段的机动飞行，以拦截高速威胁目标。

3、目前国内主要采用针拴式流量调节的固体轨控发动机，由于针栓结构为针状结构，其长度和直径的比值比较大，故其结构强度低，且在发动机长时间工作中，针栓结构需要面对高温高压燃气的冲刷，容易发生形变，故既要保证针拴材料抗热震性好、结构强度可靠，又要追求其质量轻、耐烧蚀的特性，使得发动机的流量不宜过大，即现有的针拴结构的发动机的最大合成输出推力目前只能达到5kn，不能满足弹体大过载的飞行要求。

4、因此，需要提供一种连续调节旋转阀门式流量调节装置、发动机及飞行器以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种连续调节旋转阀门式流量调节装置、发动机及飞行器，以解决现有的发动机受针栓结构和现有材料性能的限制，导致其输出的推力过低，不能满足弹体大过载的飞行要求问题。

2、本发明的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置采用如下技术方案：包括：

3、阀体，其内腔体截面为圆形，其外周上开设有多个与阀体的内腔体连通的喷管接口，所述喷管接口用于连接侧向喷管；

4、阀门组件，设置在阀体的内腔体内，且每个喷管接口处均对应设置一个阀门组件；

5、以及驱动组件，用于驱动阀门组件调整侧向喷管的入口喉道的面积，以控制每个侧向喷管输出的喷射流量，且任意调节时刻侧向喷管的入口喉道的总面积不变。

6、优选的，阀体的一个端口设置有后封头，阀体的另一端设置有密封法兰，密封法兰用于和轨控发动机的燃气发生器连接，其中，密封法兰的中心孔用于连通燃气发生器与阀体的内腔体。

7、优选的，驱动组件包括：

8、多个伺服电机，每个伺服电机的输出端均连接一个阀门组件；

9、控制器，用于接收输入指令后，并将输入指令转换为伺服电机的输出端的旋转角度；

10、其中，伺服电机设置在后封头背离阀体端口的一面。

11、优选的，阀门组件包括阀芯，所述阀芯上连接有旋转轴，旋转轴的一端穿出后封头后，与对应的伺服电机的输出端连接，旋转轴的另一端转动连接在密封法兰上。

12、优选的，阀芯的一端与旋转轴连接，阀芯的另一端的端面为弧面，且阀芯的弧面与阀体的内腔体的内壁滑动连接。

13、优选的，后封头通过密封件与阀体的内腔体密封连接，后封头背离阀体的内腔体的一面通过螺纹压环紧固。

14、优选的，侧向喷管的内部燃气通道为方转圆通道，其中，侧向喷管的方通道的端口与阀体的内腔体连通。

15、优选的，侧向喷管的方通道的端口为长方形端口，且长方形端口的短边与阀体的内腔体中心线平行。

16、本发明一种发动机采用如下技术方案：包括：具有本发明的多挡连续调节旋转阀门式流量调节装置。

17、本发明一种飞行器采用如下技术方案：包括：具有本发明的发动机。

18、本发明的有益效果是：

19、1、本发明的装置和现有的针栓结构相比，选用同种材料时，由于本发明的旋转阀门式流量调节装置是通过驱动组件驱动每个阀门组件转动，以遮挡侧向喷管的喉道从而调节对应的侧向喷管的喉道面积，而现有的针栓式结构是通过针栓的端部进行活塞运动，针栓结构的头部型面贴合喉道以封堵喉道入口从而调节喉道面积，即本发明的阀门组件调节时为端面遮挡，而针栓结构为针状头部封堵，因此，本发明的阀门组件面积更大，相对结构强度更高，在高温高压燃气的冲刷时，抗冲刷能力更优，其次，通过在任意时刻控制四个侧向喷管的入口喉道总面积不变，是为了维持腔体和燃烧室内压强稳定，保证发动机弹道平衡，因此，本发明阀门组件在面对高温高压燃气的冲刷，不容易发生形变，通过增大侧向喷管喉道面积即可提升流量，从而能为导弹提供大推力，以满足弹体大过载的飞行要求。

20、2、其次，本发明通过将侧向喷管的内部燃气通道设计为方转圆通道，且侧向喷管的方通道的端口与阀体的内腔体连通，即在阀门组件遮挡侧向喷管的喉道入口时遮挡的为长方形口，相比较圆端口，遮挡长方形口只需要阀芯转过一个小角度，而圆端口在遮挡过程中由于圆端口为弧形边缘，要完全遮挡圆端口，其转过的角度必然大于同面积的方端口，故本发明的侧向喷管的内部燃气通道的方转圆通道设计，减少了阀芯转动的响应时间，减小阀芯的体积(转动的角度小，需要遮挡的阀芯扇面面积变小，所以体积就会小)，使四个阀芯在阀体的内腔体内可以自由旋转不干涉，从而实现多挡连续调节。

技术特征：

1.一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，阀体(3)的一个端口设置有后封头(13)，阀体(3)的另一端设置有密封法兰，密封法兰用于和轨控发动机的燃气发生器连接，其中，密封法兰的中心孔用于连通燃气发生器与阀体(3)的内腔体。

3.根据权利要求2所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，驱动组件(15)包括：

4.根据权利要求3所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，阀门组件(14)包括阀芯，所述阀芯上连接有旋转轴，旋转轴的一端穿出后封头(13)后，与对应的伺服电机的输出端连接，旋转轴的另一端转动连接在密封法兰(13)上。

5.根据权利要求4所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，阀芯的一端与旋转轴连接，阀芯的另一端的端面为弧面，且阀芯的弧面与阀体(3)的内腔体的内壁滑动连接。

6.根据权利要求2所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，后封头(13)通过密封件与阀体(3)的阀体(3)的内腔体密封连接，后封头(13)背离阀体(3)的内腔体的一面通过螺纹压环(8)紧固。

7.根据权利要求1所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，侧向喷管(4)的内部燃气通道为方转圆通道，其中，侧向喷管(4)的方通道的端口与阀体(3)的内腔体连通。

8.根据权利要求7所述的一种连续调节旋转阀门式流量调节装置，其特征在于，侧向喷管(4)的方通道的端口为长方形端口，且长方形端口的短边与阀体(3)的内腔体中心线平行。

9.一种发动机，其特征在于，具有权利要求1-8任一项所述的多挡连续调节旋转阀门式流量调节装置。

10.一种飞行器，其特征在于，具有权利要求9所述的发动机。

技术总结
本发明涉及固体姿轨控发动机技术领域，具体涉及一种连续调节旋转阀门式流量调节装置、发动机及飞行器，本装置包括：阀体、阀门组件以及驱动组件，阀体内为阀体的内腔体，阀体外周上开设有多个与阀体的内腔体连通的喷管接口，喷管接口用于连接侧向喷管；阀门组件设置在阀体的内腔体内，且每个喷管接口处均对应设置一个阀门组件，驱动组件用于驱动阀门组件遮挡侧向喷管的入口喉道。本装置为导弹提供大推力，以满足弹体大过载的飞行要求。

技术研发人员：周小玄,李娟,王一林,郭泉,吴晓明,刘建伟,肖林波
受保护的技术使用者：西安长峰机电研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4