[發(fā)明專利]一種固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁孔詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610143230.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN106121865B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新民;尹立中;陳世立;李新田;劉珺怡;陳松;李延成;嚴(yán)佳民;盧鑫;高晶晶;王毅;孫鐵雁;韓英宏;宋少倩;許俊偉;溫玉芬;陳皓;金紅新;謝曉陽;王雪;劉勇;范新中;張浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): F02K9/86
• 分類號(hào): F02K9/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁孔詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、成本低、比沖高等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用十分廣泛的動(dòng)力形式。為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力調(diào)節(jié)，更好地發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)需進(jìn)行燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)。

固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)方案的不同可分為非壅塞式和壅塞式等。非壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室壓力可傳遞至燃?xì)獍l(fā)生器，可根據(jù)飛行狀態(tài)自行調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁?。但非壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)范圍較小，燃?xì)獍l(fā)生器推進(jìn)劑需具有較高的壓力指數(shù)，難以維持相對(duì)穩(wěn)定的空燃比，使其應(yīng)用受到限制，目前使用少。壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)通過流量調(diào)節(jié)閥控制燃?xì)獍l(fā)生器的噴管喉部面積進(jìn)行燃?xì)饬髁康恼{(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)的流量調(diào)節(jié)范圍較大。其中機(jī)電傳動(dòng)方式采用電機(jī)對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣。南京理工大學(xué)趙澤敏、陳雄、周俊的專利文件CN103410632B“電動(dòng)錐閥式固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)裝置”以及該校鄒晗霆等申請(qǐng)的專利CN105201687A“電動(dòng)滑盤閥式固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)裝置”分別公開了一種“電動(dòng)錐閥式”和“電動(dòng)滑盤閥式”固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)裝置，均是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整，從而控制燃?xì)饬髁?，需要配備電機(jī)及供電電源，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量，同時(shí)也增加了調(diào)節(jié)裝置的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁孔詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置，解決壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需額外配備驅(qū)動(dòng)源的問題，減小發(fā)動(dòng)機(jī)體積和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁扛鶕?jù)飛行工況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，無需控制系統(tǒng)參與。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髁孔詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括燃?xì)獍l(fā)生器、噴管、補(bǔ)燃室，其噴管喉部處側(cè)面有開孔，內(nèi)配合裝有閥芯，閥芯的另一側(cè)伸入閥體內(nèi)，閥芯下部直徑與閥體內(nèi)徑一致，閥芯下部將閥體分隔成高壓閥腔和低壓閥腔兩個(gè)空腔，閥芯與閥體同軸設(shè)置，閥芯可在噴管內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)閥芯伸入噴管的距離，可改變噴管喉部面積的大小，從而對(duì)燃?xì)饬髁窟M(jìn)行調(diào)節(jié)；高壓閥腔與補(bǔ)燃室連通，高壓閥腔內(nèi)壓力與補(bǔ)燃室壓力一致；低壓閥腔開有通氣孔，使低壓閥腔與大氣連通，低壓閥腔內(nèi)的壓力與當(dāng)?shù)丨h(huán)境大氣壓力一致；低壓閥腔內(nèi)的閥芯上安裝彈性元件。

進(jìn)一步，所述彈性元件為彈簧，套在閥芯上。

進(jìn)一步，所述閥體和閥芯下部之間安裝閥腔密封圈，起兩個(gè)閥腔間的密封作用。

進(jìn)一步，所述噴管與閥芯之間裝有噴管密封圈，用于噴管內(nèi)燃?xì)馀c外界大氣間的密封。

進(jìn)一步，所述閥體內(nèi)的高壓閥腔與補(bǔ)燃室通過導(dǎo)管連通。

本發(fā)明的工作原理：

作用在閥芯軸線方向上的力主要包括高壓閥腔內(nèi)氣體壓力、低壓閥腔內(nèi)氣體壓力、當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境壓力、噴管喉部燃?xì)鈮毫?、彈簧力和摩擦力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，上述作用力使閥芯平衡在某一設(shè)計(jì)位置。當(dāng)飛行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，假設(shè)空氣流量增加，會(huì)引起補(bǔ)燃室壓力增大，從而高壓閥腔內(nèi)氣體作用在閥芯上的壓力增大，驅(qū)動(dòng)閥芯往低壓閥腔一側(cè)運(yùn)動(dòng)；閥芯的運(yùn)動(dòng)使得噴管喉部有效面積減小，燃?xì)獍l(fā)生器壓力增大，燃?xì)獍l(fā)生器藥柱燃速增加，燃?xì)饬髁吭龃?；閥芯的運(yùn)動(dòng)同時(shí)使彈簧壓縮量增大，彈簧力增大，燃?xì)獍l(fā)生器壓力增加也使噴管喉部燃?xì)鈮毫υ龃?，?dāng)閥芯軸線方向的作用力達(dá)到平衡時(shí)，閥芯重新穩(wěn)定于新的位置?？諝饬髁吭黾訒r(shí)，燃?xì)饬髁肯鄳?yīng)增加，可保持發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比相對(duì)穩(wěn)定，有利于發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)性能；同時(shí)空氣流量增加對(duì)應(yīng)彈體阻力增大，燃?xì)饬髁康脑黾邮沟猛屏υ龃螅兄谕谱璧淖詣?dòng)匹配。同樣，當(dāng)空氣流量減小時(shí)，閥芯自動(dòng)向高壓閥腔一側(cè)運(yùn)動(dòng)，燃?xì)饬髁肯鄳?yīng)自動(dòng)減小。

本發(fā)明的有益效果：

相比常規(guī)的液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、機(jī)電傳動(dòng)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，且無需配備額外的驅(qū)動(dòng)能源，有效減小了調(diào)節(jié)裝置的體積和質(zhì)量；同時(shí)無需控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)難度；空氣流量增大時(shí)，燃?xì)饬髁孔詣?dòng)增大，可使空燃比維持相對(duì)穩(wěn)定，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能；同時(shí)，空氣流量增大時(shí)，燃?xì)饬髁孔詣?dòng)增大使推力增大，有助于推阻自動(dòng)匹配；燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)范圍可通過喉部面積大小范圍自行設(shè)計(jì)，解決了非壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)比較小、對(duì)推進(jìn)劑壓力指數(shù)要求高的問題；燃?xì)饬髁孔詣?dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)解決了普通壅塞式發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)裝置復(fù)雜龐大的問題；該發(fā)明同時(shí)具備非壅塞式固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與壅塞式固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；相比轉(zhuǎn)動(dòng)閥體結(jié)構(gòu)，直線運(yùn)動(dòng)更易實(shí)現(xiàn)噴管喉部面積的線性變化，有利于燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)的精確控制。