[實(shí)用新型]一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020247073.1
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN211819721U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文芝;王智奇;劉清超;王天祥;陶健
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K9/97
• 分類號(hào): F02K9/97;F02K1/80;F02K9/90
• 代理公司: 濟(jì)南鼎信專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 37245
• 代理人: 劉海艷

本實(shí)用新型提供一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管，包括：前法蘭、上柔性接頭、中法蘭、下柔性接頭以及固定體；其中，所述上柔性接頭兩端分別固定連接前法蘭以及中法蘭，所述下柔性接頭兩端分別固定連接中法蘭以及固定體，所述上柔性接頭以及下柔性接頭均是由具有一定厚度的彈性件和增強(qiáng)件交替粘結(jié)而成，且所述彈性件以及增強(qiáng)件為變截面。本實(shí)用新型充分考慮了疲勞性能對柔性噴管破壞的影響，通過對柔性噴管結(jié)構(gòu)合理的改進(jìn)，能夠有效提高柔性噴管的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型主要涉及固體火箭柔性噴管零部件的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管。

背景技術(shù)

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是現(xiàn)如今各種導(dǎo)彈武器的主要?jiǎng)恿ρb置，其在航天領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，其性能往往也決定著航天飛行器的總體性能。柔性噴管是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的部件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換及實(shí)現(xiàn)推力方向控制的裝置。噴管的可靠性關(guān)系到飛行器能否正常工作。柔性噴管實(shí)際上是一種借助于柔性接頭實(shí)施噴管擺動(dòng)，以達(dá)到推力方向控制目的的擺動(dòng)噴管，它通常由活動(dòng)體、固定體，柔性接頭及作動(dòng)器組成的。柔性噴管實(shí)際上就是一個(gè)通過層壓柔性接頭，裝在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)后封頭上的噴管，它是由許多同心球形截面的彈膠層和薄金屬板組成，并彎曲形成柔性的夾層結(jié)構(gòu)，這個(gè)接頭軸向剛度很大，在側(cè)向卻很容易偏轉(zhuǎn)，因此，適用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用，

發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，柔性噴管擺心是球環(huán)狀彈性件組和增強(qiáng)件組同心球球心，彈性件組是一種粘彈性材料，在受壓情況下，會(huì)發(fā)生較大的應(yīng)變，增強(qiáng)件組也會(huì)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致柔性噴管在擺動(dòng)過程中擺心的變化。由于彈性件是超彈性材料，因超彈性材料的特性(不可壓縮性、內(nèi)部存在前兆體)，所以在工作時(shí)容易產(chǎn)生疲勞破壞(彈性件易發(fā)生裂紋擴(kuò)展性破壞，增強(qiáng)件易產(chǎn)生高頻圓周波屈曲及體積壓縮破壞)。

因此，如何基于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)柔性噴管疲勞相關(guān)參數(shù)，合理設(shè)置柔性噴管的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的一項(xiàng)技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決目前技術(shù)的不足，本實(shí)用新型結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提供一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管，通過變截面的彈性件以及增強(qiáng)件可以有效減少固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的消極質(zhì)量，提高系統(tǒng)的使用壽命。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管，其特征在于，包括：前法蘭、上柔性接頭、中法蘭、下柔性接頭以及固定體；其中，所述上柔性接頭兩端分別固定連接前法蘭以及中法蘭，所述下柔性接頭兩端分別固定連接中法蘭以及固定體，所述上柔性接頭以及下柔性接頭均是由具有一定厚度的彈性件和增強(qiáng)件交替粘結(jié)而成，且所述彈性件以及增強(qiáng)件為變截面。

所述的彈性件以及增強(qiáng)件是具有公共幾何轉(zhuǎn)動(dòng)中心，不同半徑的球形截面環(huán)，每個(gè)截面的厚度均不相同，從而形成所述變截面。

所述彈性件以及增強(qiáng)件的變截面結(jié)構(gòu)滿足：基于噴管的疲勞性能，在易發(fā)生疲勞破壞的位置增大截面厚度，在產(chǎn)生較小疲勞破壞的位置減小截面厚度。

所述前法蘭外周面為球面，所述上柔性接頭上部內(nèi)周面為球面并與前法蘭外周固定連接，所述上柔性接頭下部外周面為球面，所述中法蘭上部內(nèi)周面為球面并與上柔性接頭下部外周固定連接，所述中法蘭下部內(nèi)周面為球面，所述下柔性接頭上部外周面為球面并與中法蘭下部內(nèi)周面固定連接，所述下柔性接頭下部內(nèi)周面為球面，所述固定體上部外周面為球面并與下柔性接頭下部內(nèi)周面固定連接，固定體底部為圓盤式結(jié)構(gòu)。

所述彈性件由天然橡膠制成，所述增強(qiáng)件由高強(qiáng)度薄金屬板制成。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型提供的一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變截面雙柔性噴管，通過變截面的彈性件以及增強(qiáng)件可以有效減少固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的消極質(zhì)量，提高系統(tǒng)的使用壽命；整體結(jié)構(gòu)后不采用后法蘭，能夠減少不必要的消極質(zhì)量，且后法蘭與固定體的連接產(chǎn)生的問題，如松動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差等不會(huì)出現(xiàn)。

附圖說明