[發(fā)明專利]固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊摻混增強(qiáng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211237367.6
• 申請(qǐng)日: 2022-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN115898694A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張伊喬;武志文;張智慧;陳鵬鑫;牛雨鵬;梅冰清;張旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K9/34
• 分類號(hào): F02K9/34;F02K7/18;F02K7/10
• 代理公司: 北京正陽理工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊摻混增強(qiáng)裝置，其特征在于：主要由燃燒室對(duì)接段、燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭、螺紋孔、圓柱銷、半圓形限位孔、噴頭底座、燃?xì)鈬娍捉M成；

所述燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭開有用于使固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)一次燃?xì)鈬娙胙a(bǔ)燃室且產(chǎn)生多角度協(xié)同撞擊效應(yīng)的燃?xì)鈬娍祝凰鋈細(xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭上燃?xì)鈬娍讛?shù)量為偶數(shù)個(gè)，且燃?xì)鈬娍追譃閮山M，兩組噴孔沿噴頭的中心線對(duì)稱分布，每組的燃?xì)鈬娍字行木€相交，由燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的一次燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)鈬娍赘淖兎较颍M(jìn)入補(bǔ)燃室，產(chǎn)生兩組自擊燃?xì)猓欢x燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的兩個(gè)基準(zhǔn)面，所述兩個(gè)基準(zhǔn)面相互垂直，且經(jīng)過燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的中心線，其中一個(gè)面與進(jìn)氣道出口平面平行，命名為面1，則另一個(gè)面命名為面2；定義燃?xì)鈬娍字行木€與面2的夾角為自擊碰撞角α，同時(shí)考慮到燃?xì)鈬娚浞较蚺c進(jìn)氣道的夾角對(duì)摻混的影響，定義每個(gè)燃?xì)鈬娍字行木€與進(jìn)氣道出口平面的夾角為互擊碰撞角β，通過調(diào)節(jié)所述互擊碰撞角β控制燃?xì)庀鄬?duì)于進(jìn)氣道的偏轉(zhuǎn)角度；因?yàn)槊?與進(jìn)氣道出口平面平行，所以燃?xì)鈬娍字行木€與面1的夾角大小與互擊碰撞角β的大小相等，因此調(diào)節(jié)燃?xì)鈬娍字行木€與面1的夾角大小，即為調(diào)節(jié)互擊碰撞角β的大小；通過協(xié)同調(diào)節(jié)自擊碰撞角α和互擊碰撞角β，實(shí)現(xiàn)多股燃?xì)庵g相互撞擊的角度和燃?xì)庀蜻M(jìn)氣道側(cè)的偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庾該粑恢玫目刂坪腿細(xì)馀c空氣互擊位置的控制，改善流場(chǎng)分布的均勻程度，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)燃室中燃?xì)馀c空氣的摻混增強(qiáng)，從而改進(jìn)燃燒性能、提高燃燒效率；所述自擊碰撞角α和互擊碰撞角β的協(xié)同控制，表現(xiàn)為使得燃?xì)鈬娍椎闹行木€與燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的中心線產(chǎn)生一個(gè)夾角θ，并構(gòu)建夾角θ與自擊碰撞角α和互擊碰撞角β的角度關(guān)系，根據(jù)所述夾角θ與α和β的關(guān)系能夠更方便地優(yōu)化不同工況的噴頭，提升不同工況下噴頭設(shè)計(jì)優(yōu)化效率，便于更換不同的噴頭適應(yīng)不同工況；

燃?xì)鈬娍椎闹行木€與燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的中心線的夾角θ與自擊碰撞角α和互擊碰撞角β的角度關(guān)系表示為：

cosθ＝cosα·cosβ

所述噴頭底座開有用于限制燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭周向轉(zhuǎn)動(dòng)的半圓形限位孔，控制噴頭底座上半圓形限位孔的數(shù)量與間隔角度能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的多種周向方位設(shè)計(jì)；所述噴頭底座的內(nèi)徑等于燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的內(nèi)徑，所述噴頭底座的外徑大于燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的外徑，通過噴頭底座的外徑與燃燒室對(duì)接段有凹槽段配合，限制燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的軸向移動(dòng)與徑向移動(dòng)；

所述燃燒室對(duì)接段小直徑端開有用于頂住噴頭底座外徑的凹槽，因此所述燃燒室對(duì)接段被劃分為兩部分，分別為燃燒室對(duì)接段有凹槽段和燃燒室對(duì)接段無凹槽段；所述燃燒室對(duì)接段有凹槽段的內(nèi)徑與噴頭底座的外徑大小相同，所述噴頭底座與所述燃燒室對(duì)接段有凹槽段配合安裝，所述配合安裝采用公差配合；所述燃燒室對(duì)接段無凹槽段的內(nèi)徑與燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的外徑大小相同，所述燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭與所述燃燒室對(duì)接段無凹槽段配合安裝，所述配合安裝采用公差配合；所述凹槽用于限制燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭的軸向方位與徑向方位；控制所述凹槽的深度，能夠控制所述燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭與補(bǔ)燃室入口的距離，影響補(bǔ)燃室內(nèi)的流場(chǎng)；所述凹槽的深度是指燃燒室對(duì)接段有凹槽段和燃燒室對(duì)接段無凹槽段的交界面距離燃燒室對(duì)接段小直徑端端面的距離；燃燒室對(duì)接段有凹槽段設(shè)有與噴頭底座的半圓形限位孔適配的半圓形限位孔，燃燒室對(duì)接段上的半圓形限位孔和噴頭底座上的半圓形限位孔拼接形成一個(gè)圓形的孔，通過圓柱銷與圓形孔的過盈配合，實(shí)現(xiàn)燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭安裝周向方位的限制，防止其發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述燃燒室對(duì)接段的大、小直徑端分別開有用于實(shí)現(xiàn)螺紋連接的螺紋孔，通過燃燒室對(duì)接段小直徑端將燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭與燃?xì)獍l(fā)生器噴管相連，采用螺紋連接；通過燃燒室對(duì)接段大直徑端將燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭與補(bǔ)燃室相連，采用螺紋連接；燃燒室對(duì)接段采用螺紋連接，使得燃燒室對(duì)接段方便拆卸，便于更換不同的噴頭，適應(yīng)不同工況下調(diào)節(jié)自擊碰撞角α和互擊碰撞角β的需要，便于不同工況下的固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連實(shí)驗(yàn)，減少成本；

所述圓柱銷的直徑與所述半圓形限位孔的孔徑適配，所述適配指所述圓柱銷與所述半圓形限位孔過盈配合；通過所述圓柱銷與所述半圓形限位孔的銷連接控制燃?xì)舛嘟嵌葏f(xié)同撞擊式噴頭與燃燒室對(duì)接段的周向方位關(guān)系，防止噴頭發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)。