[發(fā)明專利]一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)隔層燒蝕炭化可控實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010742470.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN111927652B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李映坤;劉萬(wàn)勵(lì);陳雄;薛海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K9/96
• 分類號(hào): F02K9/96
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發(fā)明屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)隔層燒蝕炭化可控實(shí)驗(yàn)裝置。包括三通式燃燒室腔體，端燃裝藥組件，噴管組件和隔層燒蝕固定組件；噴管組件和隔層燒蝕固定組件分別與相對(duì)的兩個(gè)通孔螺紋連接，所述端燃裝藥組件與另外一個(gè)通孔螺紋連接；端燃裝藥組件中的藥柱點(diǎn)燃后，燃?xì)饨?jīng)過燃燒室腔體后，通過噴管組件排出，同時(shí)燃燒室腔體內(nèi)的燃?xì)馀c固定在隔層燒蝕固定組件上的隔層燒蝕試件直接接觸。本發(fā)明裝置能夠模擬真實(shí)雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境，端燃裝藥組件中的推進(jìn)劑種類、結(jié)構(gòu)尺寸、工作壓力可以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)隔層單側(cè)燒蝕的可控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)隔層燒蝕炭化可控實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是以噴出高速燃?xì)饬鳟a(chǎn)生反作用力向前運(yùn)動(dòng)的噴氣推進(jìn)裝置，主要由前封頭、燃燒室、推進(jìn)劑裝藥、噴管、點(diǎn)火裝置等零部件組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，為火箭導(dǎo)彈武器的先進(jìn)固體動(dòng)力裝置。然而，傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在能量管理、彈道優(yōu)化和可控性方面還缺乏靈活性，從而影響了進(jìn)一步的使用和發(fā)展。為此，提出了一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī))的概念，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用隔離裝置將傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室分隔成兩個(gè)部分，共用一個(gè)噴管，可以進(jìn)行兩次點(diǎn)火。

雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)隔離裝置包括隔塞式、陶瓷艙蓋式、金屬膜片式、隔層式等多種類型，其中隔層式隔離裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、裝配方便、質(zhì)量較輕等特點(diǎn)，一般由起到阻燃和隔熱作用的三元乙丙(EDPM)橡膠材料制成，目前已有多個(gè)國(guó)家將隔層式雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)作為其導(dǎo)彈武器的動(dòng)力系統(tǒng)。軟制隔層工作過程中需要承受一脈沖燃燒室內(nèi)高溫、高壓和高速氣流的作用，保證二脈沖藥柱的結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)當(dāng)二脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，軟制隔層可以按照設(shè)計(jì)要求可靠打開，保證二脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

隨著高能推進(jìn)劑的廣泛使用，以及高比沖發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中燃燒室需長(zhǎng)時(shí)間承受較大熱載荷及內(nèi)壓載荷作用，因此，作為軟制脈沖式雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，隔層隔離裝置的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，隔層厚度不足、質(zhì)量不佳或強(qiáng)度不夠，會(huì)導(dǎo)致二脈沖藥柱和隔層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性破壞，或者二脈沖藥柱提前引燃，引發(fā)爆燃事故；相反，隔層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冗余，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)消極質(zhì)量增加，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能。隔層式雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)直徑較大、工作時(shí)間長(zhǎng)，且I脈沖裝藥多采用內(nèi)孔、翼柱型、星孔裝藥等形式，導(dǎo)致I脈沖裝藥質(zhì)量較大，采用完整的I脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)地面靜止實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行隔層式脈沖隔離裝置的設(shè)計(jì)研究成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)隔層燒蝕炭化可控實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)隔層燒蝕炭化可控實(shí)驗(yàn)裝置，包括三通式燃燒室腔體，端燃裝藥組件，噴管組件和隔層燒蝕固定組件；

所述噴管組件和隔層燒蝕固定組件分別與相對(duì)的兩個(gè)通孔螺紋連接，所述端燃裝藥組件與另外一個(gè)通孔螺紋連接；

端燃裝藥組件中的藥柱點(diǎn)燃后，燃?xì)饨?jīng)過燃燒室腔體后，通過噴管組件排出，同時(shí)燃燒室腔體內(nèi)的燃?xì)馀c固定在隔層燒蝕固定組件上的隔層燒蝕試件直接接觸。

進(jìn)一步的，還包括擋藥板，所述擋藥板上設(shè)有多個(gè)通孔，設(shè)置在端燃裝藥組件和燃燒室腔體之間。

進(jìn)一步的，所述端燃裝藥組件包括殼體和法蘭；所述殼體整體呈圓柱形，且兩端均設(shè)有凸緣，殼體一端的凸緣與法蘭Ⅰ密封連接，殼體另一端的凸緣與整體呈圓筒型的法蘭Ⅱ連接，法蘭Ⅱ的圓筒部分設(shè)有外螺紋，通過外螺紋與燃燒室腔體螺紋連接。

進(jìn)一步的，所述殼體與法蘭Ⅰ連接處設(shè)有圓環(huán)形凹槽與法蘭Ⅰ上的圓環(huán)形凸起配合安裝，且法蘭Ⅰ上的環(huán)形凸起外部與殼體凹槽之間設(shè)有密封圈；

所述殼體與法蘭Ⅱ連接的一端設(shè)有圓環(huán)形凸起，法蘭Ⅱ上與圓環(huán)形凸起相配合的位置設(shè)有圓環(huán)形凹槽，且法蘭Ⅱ的圓環(huán)形凸起外與凹槽之間設(shè)有密封圈；