[發明專利]一種喉徑可調的發動機噴管

有效

• 申請號: 201410690969.6
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104454241A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王武;張效義;尹志龍;趙勝海;王嘯雄;張林;鄧波;袁曉昱;江海濤;孫子杰;馬少杰;余文鋒
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: F02K9/97
• 分類號: F02K9/97
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種發動機噴管，尤其涉及一種喉徑可調的發動機噴管。

背景技術

常規單室雙推力固體火箭發動機的喉部直徑不可以調節，不能實現兩級發動機大推力比。為了實現大推力比的要求，需要對喉部直徑進行調節。有人提出滑盤堵喉裝置或者針栓式結構，但是此類裝置結構復雜，需要伺服機構作動。

因此，需要提供一種新的技術方案來解決上述問題。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種喉徑可調的發動機噴管，使得單室雙推發動機兩級推力比增大，達到需要的推力要求。

為解決本發明的技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種喉徑可調的發動機噴管，它包括噴管殼體、塞錐體、噴管收斂段、噴管擴散段、蓄能機構和機械鎖緊裝置，所述塞錐體固定于噴管收斂段，所述噴管擴散段活動的設置在噴管喉部，所述蓄能機構和機械鎖緊裝置安裝于噴管殼體上，所述噴管收斂段在發動機工作過程中能夠在蓄能機構的作用下沿發動機軸向進行移動，從而實現塞錐體與噴管喉部相對位置的變化，最終實現噴管喉徑的一次變換。

所述噴管殼體采用高強度合金鋼。

所述塞錐體采用碳-碳編織材料。

所述蓄能機構由帶圓孔的金屬殼體和彈簧組成，所述彈簧在一定預緊力的作用下放置于金屬殼體的圓孔內。

所述機械鎖緊裝置由活動銷和定位孔組成，所述活動銷位于噴管固定部分，所述定位孔位于噴管可活動部分；當蓄能機構動作時，帶動定位孔運動至活動銷的正下方，活動銷卡入定位孔內，鎖住噴管活動體。

本發明的噴管中設置蓄能機構，實現塞錐體與噴管喉部相對位置的變化，能夠改變發動機工作時的喉部直徑，使單室雙推發動機兩級推力比增大，達到需要的推力要求。

附圖說明

圖1為本發明的發動機助推級工作時的大喉徑狀態示意圖。

圖2為本發明的發動機續航級工作時的小喉徑狀態示意圖。

圖3為本發明的蓄能機構的放大結構示意圖。

圖4為本發明的機械鎖緊裝置的放大結構示意圖。

其中，1、噴管殼體，2、噴管收斂段，3、噴管擴散段，4、塞錐體，5、蓄能機構，51、金屬殼體，52、彈簧，6、機械鎖緊裝置，61、活動銷，62、定位孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。以下實施例僅用于說明本發明，不用來限制本發明的保護范圍。

本發明的一種喉徑可調的發動機噴管，它包括噴管殼體1、塞錐體4、噴管收斂段2、噴管擴散段3、蓄能機構5和機械鎖緊裝置6，塞錐體4固定于噴管收斂段2，噴管擴散段3活動的設置在噴管喉部，蓄能機構5和機械鎖緊裝置6安裝于噴管殼體1上，噴管收斂段2在發動機工作過程中能夠在蓄能機構的作用下沿發動機軸向進行移動，從而實現塞錐體與噴管喉部相對位置的變化，最終實現噴管喉徑的一次變換。

其中，噴管殼體1采用高強度合金鋼，高強度合金鋼采用30CrMnSiA，屬中碳強度高，焊接性能較差。30CrMnSiA調質后有很高的強度和足夠的韌性，淬透性也好

其中，塞錐體4采用碳-碳編織材料。碳-碳編織材料具有高比強度、高比剛度、優異的高溫性能、出色的抗沖擊損傷能力。

其中，噴管收斂段2和噴管擴散段3均采用碳布、高硅氧布復合纏繞。具有耐高溫、抗拉強度高等優點。

參考圖3，蓄能機構5由帶圓孔的金屬殼體51和彈簧52組成，彈簧52在一定預緊力的作用下放置于金屬殼體51的圓孔內。當發動機工作在助推狀態時，彈簧52處于拉伸狀態，發動機推力（噴管擴散段3受到的力）和彈簧52的預緊力相當；當助推階段工作結束后發動機推力變小，即噴管擴散段3受力變小，彈簧52的拉力大于噴管擴散段3受力，此時彈簧52帶動噴管擴散段3向左運動，噴管喉徑變小，當噴管擴散段3到達預定位置時激發機械鎖緊裝置6工作，鎖定噴管擴散段3，達到小推力的續航狀態。

參考圖4，機械鎖緊裝置6由活動銷61和定位孔62組成，活動銷6位于噴管固定部分，定位孔62位于噴管可活動部分；當蓄能機構5動作時，帶動定位孔62運動至活動銷61的正下方，活動銷61卡入定位孔62內，鎖住噴管活動體。

參考圖1，發動機助推級工作時的大喉徑狀態示意圖，在發動機裝配過程中，蓄能機構5具備一定的預緊力，當發動機助推段工作時，由于蓄能機構5預緊力不足以抵抗發動機在高壓工作下產生的正壓力，蓄能機構5帶動噴管擴散段3向左移動，與塞錐體4形成相對面積最大的喉徑，實現發動機高壓強、大喉徑狀態下工作。

參考圖2，發動機續航級工作時的小喉徑狀態示意圖，助推段工作結束后，發動機急速泄壓，蓄能機構5預緊力大于發動機工作過程中產生的正壓力，蓄能機構5的預緊力帶動噴管擴散段3向右運動并通過機械鎖緊裝置6鎖緊，與塞錐體4形成相對面積最小的喉徑，實現發動機低壓強、小喉徑狀態下工作。