[發(fā)明專利]一種蓋板連接的模塊化火箭發(fā)動機推進劑偏置噴注面板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710815151.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107676195B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石天一;聶萬勝;郭康康;陳朋;蘇凌宇;劉瑜;王輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天工程大學(xué)
• 主分類號: F02K9/44
• 分類號: F02K9/44;F02K9/52;F02K9/42;F02K9/60
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種蓋板連接的模塊化火箭發(fā)動機推進劑偏置噴注面板，將同軸離心式噴嘴的中心直流件、外周旋流件和推進劑導(dǎo)流面板進行模塊化設(shè)計，可降低加工難度，方便組裝和維修；在噴嘴組件的模塊化設(shè)計的基礎(chǔ)上，將中心直流件設(shè)計成帶中心通孔和不帶中心通孔兩種，將外周旋流件也設(shè)計成帶旋流孔和不帶旋流孔兩種，由此再進行噴嘴組件組裝時，可實現(xiàn)4種不同的噴射方式，用戶根據(jù)實際需求對噴嘴進行組合，可實現(xiàn)噴注面板上各噴嘴噴射方式的差異，從而實現(xiàn)推進劑不均勻分布，用于研究液體火箭發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定性機理，解決高頻不穩(wěn)定燃燒在縮比模型氣氧/煤油火箭發(fā)動機出現(xiàn)概率較低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液體火箭發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蓋板連接的模塊化火箭發(fā)動機推進劑偏置噴注面板。

背景技術(shù)

大型火箭發(fā)動機在工作過程中，很容易誘發(fā)自激勵的高頻燃燒不穩(wěn)定性，高頻燃燒不穩(wěn)定性仍然是制約液體火箭發(fā)動機發(fā)展的難題。為研究高頻燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生機理，最直接的方式是在全尺寸發(fā)動機上進行試驗研究，但是往往伴隨著高昂的研究成本和較長的周期。因此考慮到經(jīng)濟型和時效性，縮比模型發(fā)動機是一個理想的試驗裝置。根據(jù)普渡大學(xué)試驗研究【Measurement and Analysis of Combustion Response to TransverseCombustion Instability】表明：縮比模型的發(fā)動機產(chǎn)生燃燒不穩(wěn)定需要的能量較高，不穩(wěn)定燃燒出現(xiàn)在縮比模型發(fā)動機的概率較低。而推進劑分布不均勻很容易誘發(fā)不穩(wěn)定燃燒，因此可以通過合理設(shè)計噴注面板使得推進劑分布不均勻，進而誘發(fā)高頻燃燒不穩(wěn)定燃燒為其機理研究提供方便。

現(xiàn)有的噴注面板追求的都是推進劑盡量地均勻分布，通過焊接的方式將噴嘴與推進劑流道面板焊接在一起，使得噴注面板成為一整套集成設(shè)備。還沒有一種專門針對液體火箭發(fā)動機高頻燃燒不穩(wěn)性研究的噴注面板。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種蓋板連接的模塊化火箭發(fā)動機推進劑偏置噴注面板，通過噴注面板組件的模塊化，實現(xiàn)推進劑的不均勻分布，從而誘發(fā)高頻不穩(wěn)定燃燒，便于展開其機理研究。

本發(fā)明的一種火箭發(fā)動機噴注面板，包括端蓋(1)、壓緊蓋板(3)、噴嘴組件、火花塞(2)和推進劑導(dǎo)流面板(6)；

其中，端蓋(1)、壓緊蓋板(3)以及推進劑導(dǎo)流面板(6)順序布置，并且壓緊在一起；火花塞(2)依次穿過端蓋(1)、壓緊蓋板(3)以及推進劑導(dǎo)流面板(6)的中心孔；

壓緊蓋板(3)與端蓋(1)之間壓緊后形成用于盛裝氧化劑或燃料的密封腔體；壓緊蓋板(3)上沿軸向分布有用于安裝噴嘴組件的多個蓋板通孔(11)，推進劑導(dǎo)流面板(6)沿在與蓋板通孔(11)位置對應(yīng)處設(shè)置有面板通孔(15)；

所述噴嘴組件包括中心直流件(4)和外周旋流件(5)；中心直流件(4)的外圓周上設(shè)置有高、低兩圈凸臺；所有中心直流件(4)中的部分中心直流件(4)設(shè)置有中心通孔，另一部分中心直流件(4)未設(shè)置中心通孔；

所述外周旋流件(5)為中空圓柱狀，中心通孔與中心直流件(4)的一端的外圓周面配合，且兩者之間留有縫隙；中心直流件(4)的一端裝配進入外周旋流件(5)的中心通孔后，中心直流件(4)的較低凸臺抵在外周旋流件(5)的端面上，如此形成了噴嘴組件；所有外周旋流件(5)中的部分外周旋流件(5)上開有貫穿至中心通孔的數(shù)量至少為一個的旋流孔(21)，部分的外周旋流件(5)上未設(shè)置旋流孔(21)；

噴嘴組件的中心直流件(4)一端穿入蓋板通孔(11)，其上的較高凸臺一側(cè)抵在壓緊蓋板(3)的端面上；噴嘴組件的中心直流件(4)一端穿入面板通孔(15)，其上的較高凸臺的另一側(cè)抵在推進劑導(dǎo)流面板(6)的端面上；

所述推進劑導(dǎo)流面板(6)的外側(cè)端面的中心位置設(shè)置有用于實現(xiàn)點火的點火凹腔(22)；火花塞(2)的點火端置于該點火凹腔(22)內(nèi)；