[發(fā)明專利]一種降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變的隔層結(jié)構

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• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110594039A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 張翔宇;利鳳祥;甘曉松;郭運強;郜偉偉;李青頻;黃薇薇;張兵;李澤衛(wèi)
• 申請（專利權）人: 西安航天動力技術研究所
• 主分類號: F02K9/32
• 分類號: F02K9/32;F02K9/12
• 代理公司: 11120 北京理工大學專利中心
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發(fā)明公開了一種降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變的隔層結(jié)構，隔層結(jié)構將藥柱分隔Ⅰ脈沖藥柱和Ⅱ脈沖藥柱，所述隔層結(jié)構包括軸向隔層和徑向隔層；徑向隔層包裹在Ⅱ脈沖藥柱內(nèi)圓周面，徑向隔層尾部搭接在軸向隔層首部內(nèi)側(cè)；所述軸向隔層由首部圓弧過渡到尾部，軸向隔層包裹在Ⅱ脈沖藥柱與Ⅰ脈沖藥柱相對的端面。本發(fā)明能夠減小徑向隔層的環(huán)向應變，從而降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變。

技術領域

本發(fā)明涉及固體發(fā)動機技術領域，具體涉及一種降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變的隔層結(jié)構。

背景技術

為適應新一代戰(zhàn)術導彈動力需求，具有能量管理優(yōu)勢的雙脈沖固體發(fā)動機應運而生，通過設計Ⅰ/Ⅱ脈沖工作時間和脈沖間隔時間，可對發(fā)動機工作全程的能量進行有效分配，在不提高導彈最大速度的情況下有效提高導彈平均速度，更好的滿足導彈動力裝置能量可控的需求，提高導彈的作戰(zhàn)效能。

隔層隔離方式是實現(xiàn)固體發(fā)動機雙脈沖技術的先進方案之一，具有消極質(zhì)量輕、性能高的優(yōu)點。其難點為隔層在承受發(fā)動機Ⅰ脈沖工作壓強時會發(fā)生應變，容易破壞，造成隔層失效，甚至發(fā)動機爆炸。隔層由軸向隔層和徑向隔層組成，其中徑向隔層受壓下應變更大、更易破壞。徑向隔層承壓能力與其結(jié)構緊密相關，受限于發(fā)動機結(jié)構尺寸要求和Ⅰ/Ⅱ脈沖內(nèi)彈道特性要求，隔層的設計和制造是雙脈沖固體發(fā)動機的核心技術之一。

目前在隔層設計中缺乏有效的降低徑向隔層應變、易于實現(xiàn)Ⅰ/Ⅱ脈沖內(nèi)彈道控制的方法，往往受限于隔層制造工藝，多采用經(jīng)驗試湊的方式，極大增加了研制成本和周期。

在發(fā)動機Ⅰ脈沖藥柱燃燒過程中隔層需要承受高溫和高壓環(huán)境，并確保密封隔熱性能，其中徑向隔層在承壓下會產(chǎn)生較大的環(huán)向應變，十分容易破壞失效。常規(guī)隔層式雙脈沖固體發(fā)動機的徑向隔層如圖1所示，徑向隔層A和軸向隔層B采用垂直結(jié)構設計，Ⅰ/Ⅱ脈沖藥柱結(jié)構簡單，內(nèi)彈道的調(diào)節(jié)能力弱；在相同的Ⅰ/Ⅱ脈沖藥柱質(zhì)量要求下，徑向隔層長度更長，因此在承壓下的環(huán)向應變更大，更易破壞。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變的隔層結(jié)構，能夠減小徑向隔層的環(huán)向應變，從而降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變。

本發(fā)明的具體實施方案如下：

一種降低雙脈沖固體發(fā)動機隔層應變的隔層結(jié)構，隔層結(jié)構將藥柱分隔Ⅰ脈沖藥柱和Ⅱ脈沖藥柱，所述隔層結(jié)構包括軸向隔層和徑向隔層；徑向隔層包裹在Ⅱ脈沖藥柱內(nèi)圓周面，徑向隔層尾部搭接在軸向隔層首部內(nèi)側(cè)；所述軸向隔層由首部圓弧過渡到尾部，軸向隔層包裹在Ⅱ脈沖藥柱與Ⅰ脈沖藥柱相對的端面。

進一步地，所述軸向隔層包括三段圓弧，每段圓弧的角度均不小于90°，首段圓弧開口朝外，第二段圓弧開口朝內(nèi)，尾端圓弧開口朝外。

有益效果：

1、本發(fā)明圓弧過渡的軸向隔層結(jié)構，在Ⅰ/Ⅱ脈沖藥柱裝藥量配比一定的條件下，縮短了徑向隔層的長度，從而減小了徑向隔層的環(huán)向應變，降低了承壓破環(huán)可能性；其次，由于改變了軸向隔層的垂直結(jié)構，增加了軸向隔層的圓弧角度這一參數(shù)，相當于增加了Ⅰ/Ⅱ脈沖藥柱燃面的調(diào)節(jié)參數(shù)，從而提高內(nèi)彈道調(diào)節(jié)性能。

2、本發(fā)明軸向隔層由三段圓弧組成，結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)，每段圓弧的圓弧角度根據(jù)每型雙脈沖發(fā)動機的內(nèi)彈道要求和徑向隔層環(huán)向應變計算結(jié)果進行調(diào)整，能夠得到最優(yōu)組合。

附圖說明

圖1為常規(guī)隔層式雙脈沖發(fā)動機示意圖；

圖2為本發(fā)明隔層式雙脈沖發(fā)動機結(jié)構示意圖；

圖3為本發(fā)明隔層結(jié)構示意圖；

其中，1-Ⅰ脈沖點火器，2-Ⅱ脈沖點火器，3-Ⅱ脈沖藥柱，4-徑向隔層，5-軸向隔層，6-Ⅰ脈沖藥柱，7-噴管，8-絕熱殼體。

具體實施方式