无缝S形摇摆软管及火箭发动机的制作方法

本申请涉及航空器件，具体涉及一种无缝s形摇摆软管及火箭发动机。

背景技术：

1、摇摆软管是为液体火箭发动机提供推进剂的输送装置，它在空间中根据程序多次弯曲伸长变形，实现液体火箭发动机的摇摆，摇摆软管是发动机实现摇摆的核心部件。

2、相关技术中，摇摆软管最常见的波形为u形和ω形，u形的摇摆软管弹性相对较差，耐压力和疲劳寿命较低，ω形的摇摆软管的结构较大，因此在火箭发动机中会占用更多的空间。另外，摇摆软管通常为金属材质，现有的摇摆软管成型工艺包括液压成型与膜片焊接成型，普通液压成型的摇摆软管有摇摆幅度径向刚度大，质量重等缺点。膜片焊接成型同样存在安全性风险，承压低，工艺复杂的缺点。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本申请提供一种无缝s形摇摆软管，具有较好的耐压能力及大位移补偿能力，弹性好，延展性好，疲劳寿命高，且密封性能好，能够有效地避免燃料物质的泄漏。

2、本申请第二方面提供一种火箭发动机。

3、本申请所采用的技术方案为：

4、本申请第一方面实施例提供一种无缝s形摇摆软管，包括：

5、波纹管本体、第一端口连接法兰及第二端口连接法兰，所述第一端口连接法兰及所述第二端口连接法兰分别设置于所述波纹管本体的端口处，所述波纹管本体包括多个波峰段、过渡段及波谷段，沿所述波纹管本体的轴线方向，所述波峰段与所述波谷段通过所述过渡段交替连接，其中，所述过渡段的轴向截面轮廓为s形，所述波峰段、所述波谷段及所述过渡段为一体成型结构；

6、稳定器，所述稳定器的两端分别连接于所述第一端口连接法兰及所述第二端口连接法兰。

7、根据本申请第一方面实施例提供的无缝s形摇摆软管，通过将波纹管本体的波节侧壁的波形优化为s形，提高了延展性和耐压能力，且波纹管本体为一体成型结构，无拼接缝，密封性能好。具体地，无缝s形摇摆软管包括波纹管本体及稳定器，其中波纹管本体的两个端口位置分别设置有第一端口连接法兰和第二端口连接法兰，波纹管本体包括多个波峰段、过渡段及波谷段，沿波纹管本体的轴线方向，波峰段与波谷段通过过渡段交替连接，其中，过渡段的轴向截面轮廓为s形，无缝s形摇摆软管的s形波纹结构，使其在受力变形时有更多力的作用点，从而使波节受力均匀，减少了应力集中的现象，大大提高了波纹管本体的弹性性能，从而具有较好的弹性和可变形性，这使得其能够适应火箭发动机系统中的热胀冷缩和振动等变形情况，减少了应力集中和疲劳破坏的风险，进一步地，波峰段、波谷段及过渡段为一体成型结构，也即，波峰段、波谷段及过渡段之间的连接没有拼接缝，密封性能好，因此能够有效地防止燃料泄漏。稳定器可以防止波纹管本体结构在受到外部力的影响时发生不稳定或失稳，从而维持整个无缝s形摇摆软管以及火箭发动机的稳定性。综上所述，本申请第一方面实施例提供的无缝s形摇摆软管，具有较好的耐压能力及大位移补偿能力，弹性好，延展性好，疲劳寿命高，且密封性能好，能够有效地避免燃料物质的泄漏。

8、本申请提供的技术方案还包括下述附加技术特征：

9、根据本申请的一个实施例，所述波纹管本体的深波系数值k为1.3~1.9，所述波纹管本体的壁厚与内径之间的比值范围为0.006~0.05。

10、根据本申请的一个实施例，所述波纹管本体的管壁包括gh4169高温合金层、镍合金层及纳米复合层中的至少一者。

11、根据本申请的一个实施例，至少存在一个所述波峰段的波峰圆弧半径与其他的所述波峰段的波峰圆弧半径不相同。

12、根据本申请的一个实施例，至少存在一个所述波谷段的波谷圆弧半径与其他的所述波谷段的波谷圆弧半径不相同。

13、根据本申请的一个实施例，所述波峰段的波峰圆弧半径与所述波谷段的波谷圆弧半径不相同。

14、根据本申请的一个实施例，所述稳定器包括第一转杆及第二转杆，所述第一转杆的第一端铰接于所述第一端口连接法兰，所述第二转杆的第一端铰接于所述第二端口连接法兰，所述第一转杆的第二端铰接于所述第二转杆的第二端。

15、根据本申请的一个实施例，所述波纹管本体采用多波一次成型工艺成型。

16、根据本申请的一个实施例，所述波纹管本体还包括铠装套环，所述铠装套环套设于所述波谷段。

17、本申请第二方面实施例提供一种火箭发动机，包括如上所述第一方面任一实施例中的无缝s形摇摆软管。

技术特征：

1.一种无缝s形摇摆软管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述波纹管本体的深波系数值k为1.3~1.9，所述波纹管本体的壁厚与内径之间的比值范围为0.006~0.05。

3.根据权利要求2所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述波纹管本体的管壁包括gh4169高温合金层、镍合金层及纳米复合层中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，至少存在一个所述波峰段的波峰圆弧半径与其他的所述波峰段的波峰圆弧半径不相同。

5.根据权利要求1所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，至少存在一个所述波谷段的波谷圆弧半径与其他的所述波谷段的波谷圆弧半径不相同。

6.根据权利要求1所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述波峰段的波峰圆弧半径与所述波谷段的波谷圆弧半径不相同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述稳定器包括第一转杆及第二转杆，所述第一转杆的第一端铰接于所述第一端口连接法兰，所述第二转杆的第一端铰接于所述第二端口连接法兰，所述第一转杆的第二端铰接于所述第二转杆的第二端。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述波纹管本体采用多波一次成型工艺成型。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的无缝s形摇摆软管，其特征在于，所述波纹管本体还包括铠装套环，所述铠装套环套设于所述波谷段。

10.一种火箭发动机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的无缝s形摇摆软管。

技术总结
本申请提供一种无缝S形摇摆软管及火箭发动机，涉及航空器件技术领域。无缝S形摇摆软管包括：波纹管本体、第一端口连接法兰及第二端口连接法兰，第一端口连接法兰及第二端口连接法兰分别设置于波纹管本体的端口处，波纹管本体包括多个波峰段、过渡段及波谷段，沿波纹管本体的轴线方向，波峰段与波谷段通过过渡段交替连接，其中，过渡段的轴向截面轮廓为S形，波峰段、波谷段及过渡段为一体成型结构；稳定器的两端分别连接于第一端口连接法兰及第二端口连接法兰。本申请提供的无缝S形摇摆软管，具有较好的耐压能力及大位移补偿能力，弹性好，延展性好，疲劳寿命高，且密封性能好，能够有效地避免燃料物质的泄漏。

技术研发人员：屠硕,蔡立柱,王艮山,曲博
受保护的技术使用者：沈阳欧施盾新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27