[發明專利]一種輕質、大功率、富粒子火藥點火裝置

有效

• 申請號: 201911182826.3
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112855384B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李應強;劉上;楊安民;王元和;高鳳川;張建剛;劉銘;李永鋒;常鵬;高聳松
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所;陜西應用物理化學研究所
• 主分類號: F02K9/95
• 分類號: F02K9/95;F02K9/08
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明公開了一種輕質、大功率、富粒子火藥點火裝置，解決了現有點火裝置研制試驗成本高、研制周期較長、點火裝置點火后其殘骸易對推力室造成損壞的問題。該點火裝置主要包括點火頭、始發裝藥、主裝藥、殼體、噴管及密封膜片等。該點火裝置的點火頭通電起爆后，點燃始發裝藥，進而點燃主裝藥，產生的高溫燃氣經由噴管沖破密封膜片，產生持續穩定的富含炙熱粒子的火焰輸出，從而實現對發動機推力室推進劑的點火。

技術領域

本發明涉及一種用于非自燃雙組元推進劑火箭發動機的火藥點火裝置，特別是基于輕質、大功率、富粒子的火藥點火裝置，該火藥點火裝置可以用于非自燃雙組元推進劑火箭發動機點火技術領域。

背景技術

液氧煤油作為運載火箭的一種無毒、無污染的推進劑組合，具有比沖性能高、成本低、使用維護方便的特點，在新一代運載火箭中得到廣泛的應用。液氧煤油雙組元推進劑屬于非自燃推進劑，需要提供初始的點火熱源使其點火燃燒，隨后依靠自身燃燒釋放出的熱量維持推進劑的燃燒過程。

采用非自燃雙組元推進劑的液體火箭發動機需要點火裝置進行點火。

目前常用的點火裝置有：1)自燃液體點火裝置；2)固體火藥點火裝置；3)火炬點火裝置。新一代運載火箭高壓補燃液氧煤油發動機采用自燃液體點火裝置(三乙基硼和三乙基鋁混合物)的化學點火方式。

其中，現有的自燃液體點火裝置、火炬點火裝置均存在設計、制作復雜，成本較高的問題。

而現有的固體火藥點火裝置由于質量較大、同時由于其所含點火粒子少，點火能力差，點火后點火裝置的殼體脫落會損傷推力室，同時其結構較為復雜，研制試驗成本較高。

根據當前液氧煤油發動機的研制要求，為縮短研制周期、降低研制試驗成本，避免點火后對推力室造成損壞，需要一種質量小、功率大、安全性高的火藥點火裝置。

發明內容

為了解決背景技術中提出的問題，本發明提供了一種研制試驗成本低，研制周期較短、點火后不會對推力室造成損壞的火藥點火裝置。

本發明的技術解決方案：

本發明提供了一種輕質、大功率、富粒子火藥點火裝置，主要包括點火頭(含點火引線)、始發裝藥、主裝藥、殼體、噴管及密封膜片等；

殼體的一端為點火口，點火口處安裝密封膜片；

殼體中從點火口向內依次設置噴管、始發裝藥以及主裝藥；

點火頭設置在始發裝藥內部，其點火引線向外引出所述殼體；

噴管沿中心開設有噴孔；

殼體部分雙層結構或全部雙層結構，其由非金屬內筒和薄壁金屬外筒構成，部分雙層結構為薄壁金屬外筒僅部分包裹非金屬內筒，全部雙層結構為薄壁金屬外筒全部包裹非金屬內筒；薄壁金屬外筒主要起連接作用，必要時采用全部雙層結構可以加強殼體強度。

進一步地，所述非金屬內筒采用聚苯硫醚(PPS)或碳纖維復合材料或玻璃纖維復合材料或氟橡膠制成。

進一步地，所述薄壁金屬外筒采用鋁或鋁合金或紫銅或銅合金或不銹鋼或高溫合金，并通過薄壁沖壓方式或薄壁機加方式制成。

進一步地，為了使噴管固定更加可靠，上述噴管的一端外沿設有環形凸起，所述非金屬內筒內壁上設有環形缺口，該環形缺口與所述薄壁金屬外筒構成一個與所述環形凸起配合，從而裝夾噴管的環形凹槽。

進一步地，所述薄壁金屬外筒在點火口端設有向內90°彎曲的折邊。利用該折邊不僅可以固定密封膜片，同時還可使噴管安裝更加牢固。

進一步地，為了便于噴孔內的燃氣流動，所述噴孔的孔徑由點火口向內依次逐漸增加。從而確保該點火裝置燃燒面直徑和噴管最小孔徑之比為4～20，理論計算到的工作壓力約為0.2～2MPa。