一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器的製造方法
2023-10-05 19:41:14 2
一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器的製造方法
【專利摘要】一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器，該噴注器採用徑向噴注方式，其結構包括噴注管、推力室、噴注盤，噴注管固定在噴注盤上，安裝在推力室前端，所述推力室前端設有推力室頭部擋板，噴注盤為可包絡推力室前段的端蓋結構，該噴注盤與推力室前段配合連接，噴注盤套裝在推力室前段，兩者之間設有環形噴注腔，推力室前段對應環形噴注腔的筒壁上周圈均勻設置圈以上噴注微孔，噴注管圓周均布固定在噴注盤上，其噴嘴對應所述環形噴注腔。本發明通過微孔徑向噴入推進劑，可保證在額定推進劑流量下，提供合理噴注壓降，結構合理，製作簡單，易於改型形成系列化，能夠滿足單組元發動機的動力需求。
【專利說明】一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器結構。
【背景技術】
[0002]現有小推力單組元發動機推力室及噴注器結構比較複雜，加工較為困難，如常見的蓮蓬式噴注器、多孔材料噴注器以及穿入式噴注器等幾種結構形式，均為軸向噴注形式，如圖1所示，即噴注器將推進劑軸向噴入催化劑床的形式，噴嘴需穿入到催化劑床內一定深度，為使推進劑有較寬的噴注範圍，需將穿入至催化劑床內即推力室的噴嘴直徑增大，但這樣會導致噴嘴熱容增大，致使推力室室壓粗糙度急劇增大，且致使發動機後效衝量增大，不能滿足技術要求，其中多孔材料噴注器結構，存在推力室壓力粗糙度較大、對零距離較敏感、流動特性很難確定以及工藝性較差的缺點；穿入式噴注器主要缺點是穿入催化劑床內深度很難確定，難以對噴嘴容腔容積、噴孔直徑、噴孔總面積進行精確計算和分配，產品一致性不易保證，對發動機推力性能存在不能預知的影響。
[0003]發動機整體產品對噴注器的基本要求是:
[0004]I)對熱不敏感，應具有儘可能大的熱阻、小的熱容；
[0005]2)合理的噴注器壓降。
[0006]3)均勻的推進劑分布。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對目前噴注器的不足，對原有結構進行改進，使推進劑在催化劑床內獲得更寬的、低速均勻的噴注效果，提高發動機性能，並降低噴注器加工難度、降低成本，提聞廣品質量。
[0008]本發明的方案是:
[0009]所述肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器，採用徑向噴注方式，將推進劑從推力室徑向噴入，其結構包括噴注管、推力室、噴注盤，其中噴注管固定在噴注盤上，安裝在推力室前端，所述推力室前端設有頭部擋板，噴注盤為可包絡推力室前段的端蓋結構，該噴注盤與推力室前段配合連接，噴注盤套裝在推力室前段，兩者之間設有環形噴注腔，推力室前段對應環形噴注腔的筒壁上周圈均勻設置圈以上噴注微孔，噴注管圓周均布固定在噴注盤上，其噴嘴伸過推力室前端部，對應所述噴注盤與推力室前段筒壁之間的環形噴注腔。
[0010]採用上述方案的噴注器結構，可使推進劑在噴注器結構內滯止減速後，更為均勻地以徑向方式噴入催化劑床即推力室內，容易控制推進劑噴入到催化劑床的縱深，使高溫的分解區離開推力室頭部，改善推力室頭部及推進劑積液腔處的熱反侵、降低推力室壓力粗糙度，改善啟動加速性和關閉減速性。環形空腔中流動的推進劑可有效降低推力室身部溫度，改善推力室的傳熱，有效地解決了原有結構形式的缺點，提高了發動機性能。能滿足總體設計指標要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有技術發動機的推力室噴注器結構示意圖；
[0012]圖2是本發明發動機的推力室噴注器一種實施例結構示意圖；
[0013]圖中:1-噴注管、2-噴注盤、3-推力室、4-推力室頭部擋板、5-連接環、6-環形噴注腔、7-噴注微孔。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0015]如圖所示，本發明所述噴注器，採用徑向噴注方式，將推進劑從推力室徑向噴入，該噴注器結構包括噴注管1、推力室3、噴注盤2，其中噴注管I固定在噴注盤2上，安裝在推力室3前端，為改變噴注方向，在推力室前端部增設有推力室頭部擋板4，將推力室前端部密封，所述噴注盤2為可包絡推力室前段的端蓋結構，採用棒料機械加工，圖中所示的噴注盤2由端蓋與連接環5兩零件對焊組成，更簡化加工工藝，加工時車削各外圓及端面，鑽削加工各噴注管固定孔，該噴注盤2採用過盈配合套裝在推力室3前端外，噴注盤2的連接環與推力室之間設有環形噴注腔6，推力室前段對應環形噴注腔6的筒壁上周圈均勻設置2圈以上噴注微孔7，所述噴注微孔7根據噴注技術要求確定，一般約為Φ 0.1— Φ 0.4mm,噴注管I圓周均布固定在噴注盤2上，其噴嘴伸過推力室前端部，對應所述噴注盤2與推力室前段筒壁之間的環形噴注腔6。
[0016]噴注管5與噴注盤2採用釺焊連接，其餘各零件均採用真空電子束焊接或氬弧焊焊接方式固定連接在一起。按本發明結構方案可生產加工，也可對原有的推力室噴注器進行改型。
[0017]本發明噴注器推進劑在噴入環形空腔後滯止減速後，通過微孔徑向噴入催化劑床內進行催化分解，可保證在額定推進劑流量下，提供合理噴注壓降，結構設計合理，製作工藝簡單，易於改型形成系列化，能夠滿足單組元發動機的動力需求。
[0018]以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未能超出本發明技術方案的範圍時，均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器，其特徵在於:該噴注器採用徑向噴注方式，其結構包括噴注管(I)、推力室(3)、噴注盤(2)，噴注管(I)固定在噴注盤(2)上，安裝在推力室(3)前端，所述推力室(3)前端設有推力室頭部擋板(4)，噴注盤(2)為可包絡推力室(3)前段的端蓋結構，該噴注盤(I)與推力室前段配合連接，噴注盤(I)套裝在推力室(3)前段，兩者之間設有環形噴注腔￠)，推力室前段對應環形噴注腔￠)的筒壁上周圈均勻設置(2)圈以上噴注微孔(7)，噴注管(I)圓周均布固定在噴注盤(2)上，其噴嘴伸過推力室前端部，對應所述噴注盤(I)與推力室前段筒壁之間的環形噴注腔(6)。
2.如權利要求1所述的肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器，其特徵在於:所述噴注微孔(7) Φ 0.1— Φ 0.4mmο
3.如權利要求1所述的肼類小推力單組元發動機的推力室噴注器，其特徵在於: 所述噴注盤(2)由端蓋與連接環(5)對焊組成。
【文檔編號】F02K9/52GK104265507SQ201410490207
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】方成鑫, 何勇, 劉忠 申請人:貴州航天紅光機械製造有限公司