[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室及加工工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210265781.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN114645803A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡國(guó)飆;俞南嘉;師浩然;周闖;焦博威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K9/64
• 分類號(hào): F02K9/64;F02K9/34;F02K9/97;B29C53/58;B23P15/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 唐民

本發(fā)明提供一種復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室及加工工藝，涉及液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室包括推力室本體和復(fù)合材料層；推力室本體的外側(cè)壁上設(shè)有冷卻槽；復(fù)合材料層套設(shè)于推力室本體上，復(fù)合材料層包覆冷卻槽以形成冷卻通道，復(fù)合材料層由復(fù)合纖維在推力室本體上纏繞成型。加工成型有冷卻槽的推力室本體外側(cè)壁相當(dāng)于夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)殼，套設(shè)在推力室本體上的復(fù)合材料層相當(dāng)于夾層結(jié)構(gòu)的外殼。由于復(fù)合材料層為復(fù)合纖維在推力室本體上纏繞成型，加工過程中沒有采用釬焊工藝，故推力室本體的壁厚、冷卻通道的高度不受釬焊技術(shù)條件的限制，可以使推力室本體的壁厚更小、使冷卻通道的高度更低，從而提高冷卻通道的冷卻效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室及加工工藝。

背景技術(shù)

再生冷卻是指將推力室身部的側(cè)壁設(shè)計(jì)為夾層結(jié)構(gòu)，形成內(nèi)殼、外殼以及位于內(nèi)殼與外殼之間的再生冷卻通道，并使推進(jìn)劑流過再生冷卻通道，從而對(duì)內(nèi)殼進(jìn)行對(duì)流冷卻的熱防護(hù)方法，在中等推力和大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。

再生冷卻通道的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，加工難度很大，而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)可靠性的要求又很高。因此，在加工再生冷卻通道時(shí)，必須保證極高的加工質(zhì)量。

目前，采用釬焊工藝加工再生冷卻通道是較為常見的做法。但是，受到釬焊技術(shù)條件的限制，采用釬焊工藝加工再生冷卻通道時(shí)存在推力室壁厚增加、冷卻通道高度增加等缺陷，導(dǎo)致再生冷卻通道的冷卻效果降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室，包括推力室本體和復(fù)合材料層；

所述推力室本體的外側(cè)壁上設(shè)有冷卻槽；

所述復(fù)合材料層套設(shè)于所述推力室本體上，所述復(fù)合材料層包覆所述冷卻槽以形成冷卻通道，所述復(fù)合材料層由復(fù)合纖維在所述推力室本體上纏繞成型。

作為對(duì)所述復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室的進(jìn)一步可選的方案，所述復(fù)合材料層包括內(nèi)層、中層和外層，所述內(nèi)層和所述外層中的所述復(fù)合纖維沿所述推力室本體的周向纏繞，所述中層中的所述復(fù)合纖維呈螺旋形纏繞。

作為對(duì)所述復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室的進(jìn)一步可選的方案，所述復(fù)合纖維為膨體聚四氟乙烯纖維。

作為對(duì)所述復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室的進(jìn)一步可選的方案，所述推力室本體的外側(cè)壁上設(shè)有肋板和蓋板；

所述肋板沿所述推力室本體的軸向設(shè)置，所述肋板設(shè)有多個(gè)，多個(gè)所述肋板沿所述推力室本體的周向排列，以形成所述冷卻槽；

所述蓋板成對(duì)設(shè)置在所述復(fù)合材料層沿所述推力室本體軸向的兩端，所述蓋板同時(shí)與所述推力室本體和所述復(fù)合材料層密封連接，所述蓋板上設(shè)有冷卻劑入口和冷卻劑出口。

作為對(duì)所述復(fù)合材料纏繞再生冷卻推力室的進(jìn)一步可選的方案，所述推力室本體包括燃燒室段和拉瓦爾噴管段，所述燃燒室段和所述拉瓦爾噴管段上分別設(shè)有所述冷卻槽；

所述復(fù)合材料層設(shè)有至少兩個(gè)，至少兩個(gè)所述復(fù)合材料層分別套設(shè)在所述燃燒室段和所述拉瓦爾噴管段上。

本發(fā)明的另一目的是提供一種加工工藝。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種加工工藝，用于在推力室本體上加工冷卻通道，包括：

在所述推力室本體的外側(cè)壁上加工冷卻槽；

在所述推力室本體上纏繞復(fù)合纖維，形成包覆所述冷卻槽的復(fù)合材料層。