[發明專利]一種推力可調、可多次啟動電控固體推進劑火箭發動機

在審

• 申請號: 201611165061.9
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN107642435A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 王新強;鄧康清;龐愛民;余小波;李洪旭;向進;楊育文;張志軍;王鹍鵬;朱雯娟;王相宇
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: F02K9/34
• 分類號: F02K9/34;F02K9/26;F02K9/36
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所42218
• 代理人: 何靜月

技術領域

本發明屬于特種固體推進劑火箭發動機領域，涉及一種采用電控固體推進劑的推力可調、可多次啟動火箭發動機，尤其涉及通過控制加載在電極兩端的電壓實現發動機的推力主動實時可調和可連續性多次啟動。

背景技術

傳統固體推進劑火箭發動機啟動后不能熄火、推力難以控制。目前，固體火箭發動機推力控制方案主要包括：噴管喉面可調固體發動機，分段裝藥固體脈沖發動機及被動降壓熄火發動機等。這些發動機方案在推力控制方面只是采用被動式控制手段，一般為預制多級推力或多脈沖推力，不能根據飛行條件的變化主動實時地進行推力控制，推力調節響應慢；固體火箭發動機推力難以控制、無法多次啟動。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的上述不足提供一種可多次啟動、推力主動實時可調的電控固體推進劑火箭發動機。

本發明的設計思想是：采用一種電控固體推進劑，通過控制電極控制發動機的工作狀態。通過彈簧彈力作用保證電控固體推進劑藥柱燃燒端面與控制電極時刻接觸。控制電極包括兩個完全相同的共面電極，分別接電源兩端，在兩共面電極之間加載一定電壓，發動機可實現點火；切斷電源，發動機主動熄火；發動機可實現連續性多次啟動。通過改變加載在兩電極之間的電壓大小，可實現對發動機推力的主動、實時控制。本發明可取代液體姿軌控及末修發動機，應用于導彈武器及其他飛行器要求發動機具有多次啟動、推力可調的動力裝置或輔助動力裝置。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：包括燃燒室殼體、絕緣層、彈簧、移動絕緣板、電控固體推進劑藥柱、接線柱、共面電極和噴管。

所述電控固體推進劑藥柱的裝藥結構為圓管型，目的在于保證藥柱兩端壓力平衡，利用彈簧的彈力作用能夠有效推動藥柱。同時，所述的圓管型藥柱內部孔可用于燃氣排放。

所述的共面電極用于控制推進劑的燃燒狀態，包括兩個完全相同的多孔電極，沿燃燒室中心軸線對稱分布，安裝固定在絕緣層上，兩多孔電極之間設置防擊穿間隙，防止兩電極之間發生短路。所述的共面電極與電控固體推進劑藥柱燃燒端面接觸。所述共面電極為多孔結構，孔的作用為排放燃氣。

所述的接線柱用于連接共面電極與外部電源的兩端，即可分別連接交流電源的零、火線兩端，也可分別連接直流電源的正、負極兩端，同時具有密封作用。

所述彈簧用于依靠自身彈力主動地、實時地移動電控固體推進劑藥柱，保證電控固體推進劑藥柱燃燒端面與共面電極時刻保持接觸。

所述的移動絕緣板用于隔離電控固體推進劑藥柱與彈簧，起絕緣作用，防止彈簧導電。

所述的絕緣層隔絕了共面電極、電控推進劑藥柱與燃燒室殼體，起到絕緣作用。同時用于固定共面電極，防止共面電極發生軸向位移和角位移。

所述的燃燒室殼體用于放置電控固體推進劑藥柱、絕緣層、彈簧和共面電極，并與噴管收斂段連接形成發動機工作時的推進劑燃燒的燃燒室。

所述的噴管用于燃燒室氣體的膨脹加速，產生推力。所述的噴管通過螺紋與燃燒室殼體外壁固定連接，具有配合密封作用。

本發明所述共面電極設有引線孔，用于與接線柱接觸配合導電。

本發明所述共面電極設有加長補燃段，加長補燃段的作用是保證為燃燒的推進劑能夠二次燃燒，提高燃燒效率。

工作過程為：本發明的兩個接線柱分別與外部電源兩端（直流電源正極和負極、交流電源火線和零線）連接。設定控制電壓，接通控制電路，發動機點火開始工作，產生推力。發動機工作工程中，根據推力需求，通過主動調整控制電壓大小，改變電控固體推進劑藥柱的燃速，進而實時控制發動機的推力。任意時刻切斷電源，發動機能夠主動熄火，停止工作。發動機停止工作后，再次加載電壓，發動機可再次點火，可實現多次啟動。

本發明的有益效果：不需要專門的煙火藥點火器，可通過電壓主動地控制發動機的工作狀態；本發明加載一定電壓發動機能夠點火，任意時刻斷電，發動機主動熄火，發動機可實現連續性多次啟動；本發明在工作過程中，根據推力需求，通過主動調整電壓大小，改變推進劑藥柱的燃速，進而實時控制發動機的推力。發動機的推力是主動、實時可調的；本發明可取代液體姿軌控及末修發動機，應用于導彈武器及其他飛行器要求發動機具有多次啟動、推力可調的動力裝置或輔助動力裝置。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明所述的共面電極的兩個多孔電極布置示意圖。

圖3為本發明多孔電極結構示意圖。

圖4為圖3的仰視圖。

圖5為圖3的左視圖。

具體實施方式