[發明專利]一種柔性接頭及采用該柔性接頭的固體火箭發動機噴管

有效

• 申請號: 202010129608.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111365144B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 李修明;沈鐵華;童悅;楊明;占冬至;鄭慶;林嘯;陳振陽;江真
• 申請（專利權）人: 上海新力動力設備研究所
• 主分類號: F02K9/84
• 分類號: F02K9/84;F02K9/97
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

本發明公開了一種柔性接頭及采用該柔性接頭的固體火箭發動機噴管，柔性接頭包括活動體、固定體、彈性件、增強件，活動體位于柔性接頭的最內側，為中空球環形結構，彈性件與增強件交替分布在活動體外側，固定體位于柔性接頭的最外側，所述彈性件為硅橡膠，活動體、固定體、增強件與作為彈性件的硅橡膠料采用熱塑硫化工藝形成一體結構。本發明柔性接頭的結構增大彈性件與增強件之間的粘接面積，提高了粘接力；增加了增強件體積，降低擺動過程中應力分布集中，增加了固體火箭發動機噴管在高壓大擺角下的疲勞壽命。

技術領域

本發明涉及一種柔性接頭及采用該柔性接頭的固體火箭發動機噴管，屬于固體火箭發動機柔性噴管推力矢量技術領域。

背景技術

現有固體火箭發動機柔性噴管需滿足在高燃燒室壓強下結構完整且正常擺動，這對柔性接頭的性能提出了較高的要求，因此柔性接頭的結構和成型過程至關重要。目前，柔性接頭的成型常出現漏氣、脫粘及擺動力矩不穩定等現象。因此，增加柔性接頭成型過程中膠料的流動性，提高粘接力，降低擺動過程中應力分布集中，增加了柔性接頭疲勞壽命變得十分必要。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種柔性接頭及采用該柔性接頭的固體火箭發動機噴管，用于解決柔性接頭成型中易脫粘、易漏氣以及擺動過程中應力集中的問題，為改善柔性接頭及采用該柔性接頭的固體火箭發動機噴管的疲勞壽命。

本發明解決技術的方案是：一種柔性接頭，該接頭包括活動體、固定體、彈性件、增強件，活動體位于柔性接頭的最內側，為中空球環形結構，彈性件與增強件交替分布在活動體外側，固定體位于柔性接頭的最外側，所述彈性件為硅橡膠，活動體、固定體、增強件與作為彈性件的硅橡膠料采用熱塑硫化工藝形成一體結構。

所述增強件包括N個金屬增強層，每個金屬增強層為球環結構，各金屬增強層同球心重疊布置，N大于等于5。

所述每個金屬增強層沿中心軸線兩端各開有至少兩個定位槽，用于周向定位。

每個金屬增強層沿中心軸線方向開有至少三排腰形孔，每排孔沿環向均布，每排孔錯落分布，每相鄰金屬增強層的腰形孔錯開分布，增強了彈性橡膠成型過程中膠料的流動性，便于成型。

所述金屬增強層采用合金鋼30CrMnSiA或者不銹鋼05Cr17Ni4Cu4Nb制成。

本發明的另一個技術解決方案是：采用上述柔性接頭的一種固體火箭發動機柔性噴管，該噴管包括柔性接頭、絕熱層、擴散段殼子；

柔性接頭的固定體用于發動機的殼體固定連接，柔性接頭的活動體用于與擴散段殼子固定連接，且活動體與擴散段殼子連接并且相互之間徑向密封，構成噴管基本結構，絕熱層包覆于噴段基本結構的內壁上，用于噴管內壁的絕熱防護。

所述固體火箭發動機柔性噴管還包括熱防護套，熱防護套與柔性接頭靠近發動機燃燒室的側面粘接成形，用于柔性接頭靠近發動機燃燒室一側的絕熱防護。

所述柔性接頭活動體與擴散段殼子連接部位采用螺紋連接。

所述固體火箭發動機柔性噴管還包括密封圈，用于接頭活動體與擴散段殼子連接部位的周向密封。

所述擴散段殼子上加工有支耳結構，用于連接伺服機構在伺服機構驅動下實現柔性接頭繞擺心的運動。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)、本發明提供的柔性接頭的活動體、固定體、增強件與作為彈性件的硅橡膠料采用熱塑硫化工藝形成一體結構，結構簡潔，耐高壓，具有自密封性。

(2)、本發明柔性接頭由于采用多孔增強件結構，實現了多層彈性件一體化，相比現有技術中多層增強件分開分布的結構，增強了彈性橡膠成型過程中膠料的流動性，便于成型；