[發(fā)明專利]一種鋁膜隔板裝置及應(yīng)用鋁膜隔板裝置的脈沖固體發(fā)動機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110093428.1
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102168631A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王長輝;劉亞冰;劉宇;曹熙煒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F02K9/32
• 分類號: F02K9/32;F02K9/95
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁膜隔板裝置及應(yīng)用鋁膜隔板裝置的脈沖固體發(fā)動機，屬于固體火箭發(fā)動機多次點火起動技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于固體火箭發(fā)動機具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好等優(yōu)勢，在武器和航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但與其他形式發(fā)動機相比，固體火箭發(fā)動機在能量管理上缺乏靈活性是極大的弱點。在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中，一般的固體推進(jìn)系統(tǒng)采用助推-巡航推進(jìn)模式，即采用兩級發(fā)動機或單室雙推進(jìn)發(fā)動機。這樣的推進(jìn)模式從發(fā)射時刻起，導(dǎo)彈會一直加速直至發(fā)動機關(guān)機達(dá)到最大飛行速度，之后進(jìn)入慣性飛行狀態(tài)。由于導(dǎo)彈的飛行阻力與其速度的平方成正比，因此，導(dǎo)彈達(dá)到最大速度后的慣性飛行會受到很大的阻力，造成能量的較大損失，降低了導(dǎo)彈的末速度和射程。此外導(dǎo)彈若采用兩級發(fā)動機進(jìn)行推進(jìn)，則其發(fā)動機分離裝置增加整體的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)質(zhì)量。而采用單室雙推力發(fā)動機模式推進(jìn)的導(dǎo)彈，其由于發(fā)動機續(xù)航段工作在非設(shè)計狀態(tài)，從而會產(chǎn)生一定的能量損失。

在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈領(lǐng)域，由于高機動性、精確制導(dǎo)武器和防區(qū)外發(fā)射等空襲兵器的研制和發(fā)展，要求導(dǎo)彈具有反應(yīng)快、射程遠(yuǎn)和足夠的末速度性能。同時，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的制導(dǎo)體制趨向與采用末制導(dǎo)方式，這要求導(dǎo)彈在接近目標(biāo)時擁有高度的機動性，以便消除有制導(dǎo)段帶來的誤差。

脈沖固體火箭發(fā)動機(Pulse?Solid?Rocket?Motor)通過把連續(xù)的推力分配成兩段，可以按照制導(dǎo)的需要有序地控制推力的間歇性釋放，靈活地進(jìn)行導(dǎo)彈飛行中的能量控制。通過控制兩次脈沖推力之間的點火時間，以及優(yōu)化各脈沖推力的形式，可避免導(dǎo)彈的飛行速度和氣動阻力的高峰值，使導(dǎo)彈飛行更遠(yuǎn)的距離。采用這種推進(jìn)方式的導(dǎo)彈具有更高的彈道機動性，有利于實現(xiàn)末段制導(dǎo)，具有更強大的攔截能力。故脈沖固體火箭發(fā)動機技術(shù)對于提高導(dǎo)彈武器的作戰(zhàn)能力具有重要意義。

隔板裝置是脈沖固體火箭發(fā)動機實現(xiàn)多次脈沖工作功能的核心部件。北京理工大學(xué)驗證了具有中間噴管隔板裝置的脈沖固體火箭發(fā)動機；西北工業(yè)大學(xué)和上海新力動力設(shè)備研究所試驗了具有蜂窩狀的隔板裝置的脈沖固體火箭發(fā)動機；而西安航天四院四十一所實驗了采用柔性阻燃層作為隔板裝置的脈沖固體火箭發(fā)動機。但這些方案均具有一定不可克服的局限性，例如以上所述的前兩種隔板裝置存在工作性能隨機性大及發(fā)動機推力損失較大的缺點，而柔性阻燃層隔板裝置則需要采用特定的裝藥和點火器形式，對固體火箭發(fā)動機的總體設(shè)計限定較大。此外以上隔板裝置破裂后產(chǎn)生的碎片均是不易燒蝕殆盡的，對發(fā)動機工作有一定影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種具有單向破裂能力的鋁膜隔板裝置，以及應(yīng)用鋁膜隔板裝置的脈沖固體發(fā)動機，鋁膜隔板裝置可被用于脈沖固體火箭發(fā)動機，作為其實現(xiàn)多次起動點火功能的核心部件。

一種鋁膜隔板裝置，包括隔板支架、鋁膜隔板和擋圈；

隔板支架中心設(shè)有圓形的凹槽，凹槽的中心部分設(shè)有鏤空通孔，通孔之間形成十字支撐架，鋁膜隔板中部設(shè)有十字刻痕，十字刻痕與十字支撐架相對應(yīng)，檔圈為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，鋁膜隔板位于隔板支架的圓形的凹槽中，十字刻痕與十字支撐架對齊，檔圈壓在隔板支架上，檔圈與隔板支架固定連接。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)隔板裝置工作性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，隔板材料廉價易得并且加工簡易，適用于雙脈沖固體火箭發(fā)動機；

(2)隔板裝置破裂產(chǎn)生的碎片(鋁合金碎片)極易燒盡，不會影響發(fā)動機工作；

(3)隔板裝置設(shè)計簡單、實用，可根據(jù)發(fā)動機要求的性能參數(shù)迅速確定陶瓷隔板零件的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計；

(4)鋁膜隔板裝置的使用對采用的裝藥和點火器形式無特殊限定，從而賦予脈沖固體火箭發(fā)動機總體設(shè)計極大靈活性，可直接借用現(xiàn)有常規(guī)固體火箭發(fā)動機的成熟設(shè)計以降低技術(shù)風(fēng)險，特別有利于應(yīng)用于各種固體推進(jìn)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鋁膜隔板裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明鋁膜隔板裝置的固定示意圖；

圖3是本發(fā)明的脈沖固體發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-隔板支架???????????????2-鋁膜隔板????????????????3-支架熱防護(hù)層

4-沉頭螺釘???????????????5-擋圈????????????????????6-密封O圈

7-隔板熱防護(hù)層???????????8-第一脈沖燃燒室殼體??????9-第一脈沖藥柱

10-第一脈沖點火器????????11-噴管???????????????????12-第二脈沖藥柱