[發明專利]試驗用多單元同軸式噴注器構件及制作方法

無效

• 申請號: 200910077040.5
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101782030A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 蔡國飆;汪小衛;李茂;金平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種用于試驗的具有多個同軸式噴注器單元的構件及其制作方法。本 發明特別用于應用于液體火箭發動機試驗的多單元噴注器構件的設計。

【背景技術】

作為液體火箭發動機關鍵部件之一的噴注器，在其研制過程中，往往必須進行大 量的多單元噴注器的試驗和測試工作，這就涉及到多單元噴注器的設計工作。

一般多單元噴注器構件的設計，由于氧化劑噴嘴零件設計過長以及整體噴注器構 件零件數量過多，配合過多，單元噴嘴都采用氧化劑內噴嘴零件與燃料外噴嘴零件的 組合形式，以此來保證氫氧噴孔之間的同軸度；而且燃料入口采用接管嘴直接引入燃 料進入燃料腔內，而為了保證燃料在燃料腔中的流速不能過大使各單元噴嘴分布均勻， 使得氫腔高度設計較高，這就使得氧化劑噴嘴設計更長，加工難度大，成本高；像文 獻Immich，H.Alting?J.，Kretschmer?J.，et?al.“Technologies?for?thrust?chambers of?guture?launch?vehicle?liquid?rocket?engines”AIAA?Paper?No：2002-4134所 示多單元噴注器構件，其中單元噴嘴都采用氧化劑內噴嘴零件與燃料外噴嘴零件的組 合形式，氧噴嘴設計很長，噴注器構件設計復雜。以及Mauritz.A.deRidder，David A.Helderman，Nicholas?J.Nugent，et?al.“Measurement?and?Analysis?of?Heat Transfer?in?a?Multi-Element?Hydrogen/Oxygen?Rocket?Combustor”，AIAA?Paper?No： 2008-5031中燃料入口采用接管嘴直接引入燃料進入燃料腔內，使得氫腔高度設計較 高，氧化劑噴嘴設計便更長，加工難度大，同軸度不易保證，廢品率高。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種用于試驗的同軸式多單元噴注器構件和制作方法。

試驗用多單元同軸式噴注器構件及制作方法，構件包括：上板(1)、氧化劑噴嘴(2)、 外骨架(3)，在其制作方法過程中還涉及到：噴注器孔工裝(4)和保證同軸度工裝(5)。 單噴注單元僅包括氧化劑噴嘴，而沒有燃料噴嘴構件，氧化劑噴嘴下端與外骨架下板 噴注器孔之間直接形成環燃料噴嘴；氧化劑噴嘴與上板采用阡焊連接和密封；上板與 外骨架之間采用亞弧焊連接和密封；外骨架外圍設計有多孔形式；上板與外骨架聯合 加工噴注孔時，要采用工裝，氧化劑噴嘴與上板阡焊時，也需要工裝。

本發明的試驗用多單元同軸式噴注器構件及制作方法具有的優點和積極效果在 于：(1)直接為試驗用的多單元噴注器提供設計方法；(2)整體結構簡單，零件少，配 合少，成本低，加工難度小；(3)由于采用了整體外骨架形式以及隔離氧化劑和燃料腔 的上板整體焊接形式，使得單元噴嘴僅采用氧化劑噴嘴，而省略了一般需要采用外燃 料噴嘴結構，使得結構進一步簡化，特別是單元個數要求多地情況下；且由于氧化劑 腔和燃料腔之間采用了焊接工藝，并進行焊后檢測，完全能夠避免氧化劑腔和燃料腔 之間的滲漏；并通過在對氧化劑噴嘴阡焊過程中，采用了保證同軸度的工裝，能夠嚴 格保證同軸噴注器單元的同軸度；(4)通過外骨架外環設計多孔方法使得燃料進入燃料 腔，這種設計使得燃料能夠較為均勻地進入燃料腔，因此燃料腔的高度就可以設計得 較低，這大大有利于氧化劑噴嘴的加工難度的減小，而燃料壓降損失仍然可以忽略。

【附圖說明】

圖1是同軸式多單元噴注器裝配圖正面剖視圖

圖2是同軸式多單元噴注器裝配圖俯視圖

圖3是同軸式多單元噴注器上板與外骨架進行噴注孔聯合加工時與工裝裝配圖

圖4是上板與外骨架聯合精加工后零件圖

圖5是同軸式多單元噴注器上板氧化劑噴嘴與上板阡焊時與工裝裝配圖

【具體實施方式】

下面結合附圖用實施例來進一步說明本發明，本實施例為一試驗用液體火箭發動 機多單元同軸式噴注器構件。

該噴注器構件主要包括：上板1、氧化劑噴嘴2、外骨架3，在其制作方法過程中 還涉及到：噴注器孔工裝4和保證同軸度工裝5。

下面結合附圖用實施例來進一步說明本發明，實施例采用了多噴嘴推力室結構進 行說明，方法同樣適合于單噴嘴燃燒室工況。