[發明專利]一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器

有效

• 申請號: 201711386690.9
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108252824B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 汪鳳山;毛曉芳;張榛;盧國權;蔡坤;陳君;王平;武勝勇;張志偉;楊尚鋒;李驥琦;陳磊;張鳳;何孟琪;楊柳
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器，包括接板、邊緣旋塞、邊緣噴嘴、中心旋塞、中心噴嘴、塞柱和堵頭；接板采用回轉體結構，接板端面軸向依次穿設中心噴嘴和中心旋塞，形成一個獨立的雙流道同軸離心霧化噴嘴；接板端面圍繞軸線沿周向均勻穿設六個邊緣噴嘴和六個邊緣旋塞，形成六個獨立的雙流道同軸離心霧化噴嘴；接板側面分別設有用于安裝塞柱和堵頭的臺階孔。本發明通過集成多個離心噴嘴，降低了單個離心噴嘴的負荷，大幅度提高了推進劑的霧化質量，同時顯著增強了不同噴嘴之間的相互混合作用，能夠顯著提高雙組元液體火箭發動機的性能。

技術領域

本發明涉及一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器，尤其適用于高性能雙組元空間液體火箭發動機，屬于空間推進技術領域。

背景技術

同軸離心噴注器結構簡單、霧化性能優秀，在空間液體火箭發動機中獲得了廣泛的應用。現有技術中通常采用單噴嘴式結構，由于離心噴注器的固有特性，常規同軸離心式噴注器存在如下的缺點：

第一、在推進劑組合和噴注壓降確定的情況下，推進劑霧化質量隨著流量的增大而變差，限制了離心式噴注器的應用范圍。

第二、同時由于離心噴注器結構的特性，兩路推進劑在推力室內的混合效率也難以得到實質性的提高，直接限制了雙組元離心式液體火箭發動機性能的進一步提升。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，本發明發明了一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器結構，通過集成多個離心噴嘴，降低了單個離心噴嘴的負荷，大幅度提高了推進劑的霧化質量，同時顯著增強了不同噴嘴之間的相互混合作用，能夠顯著提高雙組元液體火箭發動機的性能。

本發明的技術解決方案是：

一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器，包括接板、邊緣旋塞、邊緣噴嘴、中心旋塞、中心噴嘴、塞柱和堵頭；接板采用回轉體結構，接板端面軸向依次穿設中心噴嘴和中心旋塞，形成一個獨立的雙流道同軸離心霧化噴嘴；接板端面圍繞軸線沿周向均勻穿設六個邊緣噴嘴和六個邊緣旋塞，形成六個獨立的雙流道同軸離心霧化噴嘴；接板側面分別設有用于安裝塞柱和堵頭的臺階孔。

在上述的一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器中，所述接板為臺階軸；接板大直徑端端面軸向設有用于安裝中心噴嘴和中心旋塞的第一臺階錐孔，接板大直徑端端面上以軸線為中心，對稱設有用于填充氧化劑的第二臺階錐孔和用于填充燃料的第三臺階錐孔；接板側面沿徑向分別設有用于安裝塞柱的第一臺階圓孔和用于安裝堵頭的第二臺階圓孔；第一臺階圓孔和第二臺階圓孔均與第一臺階錐孔連通，第二臺階錐孔與第一臺階圓孔連通，第三臺階錐孔與第二臺階圓孔連通；接板小直徑端端面設有凹孔，凹孔與第一臺階錐孔連通。

在上述的一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器中，所述接板大直徑端端面圍繞軸線沿周向均勻設有六個用于安裝邊緣噴嘴和邊緣旋塞的第四臺階錐孔，第四臺階錐孔與所述凹孔連通。

在上述的一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器中，所述邊緣旋塞為臺階軸；邊緣旋塞外側周向由大直徑端至小直徑端依次設有第一臺階、第二臺階和第三臺階；第二臺階端面設有環形凹槽，環形凹槽內邊緣倒圓角，環形凹槽中均勻布設三個矩形通道，第二臺階和第三臺階的交界處沿徑向設有溝槽；第三臺階側面均勻設有三個右旋渦槽。

在上述的一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器中，所述邊緣噴嘴為空心圓臺；邊緣噴嘴大直徑端端面設有用于配合邊緣旋塞的弧形回轉孔，邊緣噴嘴小直徑端端面設有用于流通氧化劑或燃料的圓臺形孔；邊緣噴嘴側面上設有弧形凹腔，邊緣噴嘴側面上除弧形凹腔外的部分均勻設有三個右旋渦槽。

在上述的一種應用于高性能雙組元發動機的七噴頭離心噴注器中，所述邊緣旋塞旋入邊緣噴嘴大直徑端，并將邊緣噴嘴小直徑端頂止在接板的第四臺階錐孔中。