[發(fā)明專利]一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機及工作方法

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• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116378856A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王革;楊帥;楊銘;王富祺;王志邦;陳焱;楊海威;關(guān)奔
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F02K9/86
• 分類號: F02K9/86;F02K9/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機及工作方法，包括依次連接的封蓋、富燃燃燒室、流量調(diào)節(jié)裝置、富氧燃燒室、混燃室、尾噴管；流量調(diào)節(jié)裝置包括收斂段、滑盤式流量調(diào)節(jié)閥、擴張段、電機固定架、旋轉(zhuǎn)伺服電機、控制板、星型齒輪減速器、星型傳動齒輪；滑盤式流量調(diào)節(jié)閥共兩個滑盤閥，每個滑盤閥的中心設(shè)有內(nèi)凹圓形孔用于放置球軸承，通過旋轉(zhuǎn)軸連接，兩個滑盤閥之間密封且可相互轉(zhuǎn)動；旋轉(zhuǎn)伺服電機通過星型齒輪減速器與星型傳動齒輪相連；旋轉(zhuǎn)伺服電機與電機固定架通過安裝在流量調(diào)節(jié)裝置收斂段末端的法蘭盤固定；控制板與旋轉(zhuǎn)伺服電機相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、裝配控制便捷能夠同時實現(xiàn)固體火箭發(fā)動機頓感高能和性能調(diào)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動機領(lǐng)域，具體涉及一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機及工作方法。

背景技術(shù)

隨著對戰(zhàn)略導(dǎo)彈的需求不斷增加，推力可控是滿足這些日益增長的需求的一種選擇。歷史上，用于可控推力的主要推進系統(tǒng)一直是液體推進系統(tǒng)。然而，對于戰(zhàn)略導(dǎo)彈來說，封裝限制和與液體系統(tǒng)相關(guān)的其他問題是許多戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)采用固體推進劑推進系統(tǒng)的原因。提高投送射程、增強機動性是我國戰(zhàn)略導(dǎo)彈應(yīng)具備的必要特征，因此固體發(fā)動機向高能化和性能隨控方向發(fā)展。

目前固體火箭發(fā)動機實現(xiàn)推力可調(diào)的方案主要由以下幾種：調(diào)節(jié)噴管喉部面積的變推力發(fā)動機；控制推進劑質(zhì)量燃速的變推力發(fā)動機；加質(zhì)發(fā)動機；膠狀推進劑發(fā)動機；層狀發(fā)動機；熄火發(fā)動機。其中喉部面積可調(diào)發(fā)動機研究歷史最長，理論和試驗基礎(chǔ)好，推力調(diào)節(jié)比大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機及工作方法。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機，包括依次連接設(shè)置的封蓋、富燃燃燒室、流量調(diào)節(jié)裝置、富氧燃燒室、混燃室、尾噴管及位于富燃燃燒室內(nèi)部的點火裝置；

所述流量調(diào)節(jié)裝置包括收斂段、滑盤式流量調(diào)節(jié)閥、擴張段、電機固定架、旋轉(zhuǎn)伺服電機、控制板、星型齒輪減速器、星型傳動齒輪；所述滑盤式流量調(diào)節(jié)閥共兩個滑盤閥，每個滑盤閥的中心設(shè)有內(nèi)凹圓形孔用于放置球軸承，通過旋轉(zhuǎn)軸連接，兩個滑盤閥之間密封且可相互轉(zhuǎn)動；所述旋轉(zhuǎn)伺服電機通過星型齒輪減速器與星型傳動齒輪相連；所述旋轉(zhuǎn)伺服電機與電機固定架通過安裝在流量調(diào)節(jié)裝置收斂段末端的法蘭盤固定；所述控制板與旋轉(zhuǎn)伺服電機相連，用于控制旋轉(zhuǎn)伺服電機的旋轉(zhuǎn)角度。

進一步地，所述封蓋與富燃燃燒室通過一體化設(shè)計澆筑成一個整體，富燃燃燒室與流量調(diào)節(jié)裝置上游通過法蘭盤連接；所述富氧燃燒室與混燃室及尾噴管通過一體化設(shè)計澆筑成一個整體，富氧燃燒室與流量調(diào)節(jié)裝置下游通過法蘭盤連接。

進一步地，所述富燃燃燒室內(nèi)裝填富燃固體推進劑；富氧燃燒室內(nèi)裝填富氧固體推進劑；富氧燃燒室之后連接混燃室，使富燃固體推進劑和富氧固體推進劑的燃氣充分摻混并燃燒。

進一步地，所述右端滑盤閥固定不可轉(zhuǎn)動，左端滑盤閥通過伺服機構(gòu)驅(qū)動星型傳動齒輪進行旋轉(zhuǎn)，用于控制流經(jīng)流量調(diào)節(jié)裝置的流道面積。

進一步地，所述流量調(diào)節(jié)裝置的擴張段與不可轉(zhuǎn)動滑盤閥一體化設(shè)計，左側(cè)可轉(zhuǎn)動滑盤閥與流量調(diào)節(jié)裝置的收斂段密封連接且可相對轉(zhuǎn)動，在兩個滑盤閥一周分別各設(shè)有四個通氣孔，且兩個滑盤閥的四個通氣孔位置正對。

一種性能主動調(diào)控的分裝組合固體火箭發(fā)動機的工作方法，發(fā)動機開始工作，富燃燃燒室中的富燃固體推進劑自持燃燒產(chǎn)生富燃燃氣；富燃燃氣進入到富氧燃燒室中，引燃富氧固體推進劑，耦合燃燒反應(yīng)在富燃燃氣與富氧燃氣之間發(fā)生；未完全反應(yīng)的富燃燃氣和富氧燃氣，在混燃室中；調(diào)節(jié)發(fā)動機推力時，通過控制板控制驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)伺服電機的旋轉(zhuǎn)角度，同時通過星型傳動齒輪旋轉(zhuǎn)滑盤閥，調(diào)整流量調(diào)節(jié)裝置的有效喉道面積，改變壓強，調(diào)節(jié)推力。

本發(fā)明的有益效果在于：