一种用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于固体推进剂的柔性面点火装置，该柔性面点火装置使用发火阙值较低的柔性含能纸作为点火层将固体推进剂点燃。使用时，柔性含能纸由低能量输出的电点火头或电爆管等点燃发生放热反应，释放的热能通过热传导及热辐射传递至固体推进剂，使固体推进剂被点燃并且发生自持燃烧过程。该柔性点火装置根据固体推进剂的点火需要，设计成任意几何形状；通过调节柔性含能纸的厚度实现对点火能量的控制，以满足不同感度固体推进剂的要求。

A Flexible Surface Ignition Device for High Filling Ratio Solid Propellant

【技术实现步骤摘要】
一种用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置
本专利技术涉及一种火工品点火技术，特别是涉及一种用于高装填比固体推进剂的面点火装置。
技术介绍
固体火箭发动机工作时，需要首先点燃燃烧室内的固体推进剂，推进剂燃面开始燃烧后释放出能量，通过拉瓦尔喷管转换为动能，推动火箭发射。要使固体火箭发动机中的推进剂能够正常燃烧，就必须使推进剂表面达到一定的温度，并在燃烧室内建立起一定的压力，为此就需要特定的点火装置。点火装置通常由发火头部分及点火药组成。发火头受到外界能量(电能或机械能)刺激后，开始发火并且释放出能量。但是点火头产生的能量有限，不足以点燃整个推进剂燃面，因此需要点火药扩大点火能量，使火箭推进剂能够迅速全面地燃烧。随着弹药武器的远程化、小型化的发展，固体火箭发动机中广泛使用具有大长径比和高装填比的装药方式。该大长径比和高装填比固体火箭发动机要求的点火方式具有初始自由容积小、无残渣滞留、点火性能稳定、结构简单、成本低、易维护等特点。常规的点火方式难以实现较低的初始自由容积，并且容易产生残渣，难以满足高装填比火箭发动机装药的点火的需要。柔性面点火装置可以与装填药柱紧密贴合，能够有效减小初始自由容积，且制备简单、成本低廉。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安全可靠、柔性面点火装置,该点火装置可以实现固体推进剂的面点火，可以有效的降低发动机的初始自由容积，可以满足高装填比发动机装药初始自由容积的需要。本专利技术的技术解决方案如下：一种用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，该点火装置包括导线，点火头和含能纸；其中，点火头与外界激发源通过导线相连，点火头通过接触式或非接触式点燃含能纸，含能纸与固体推进剂紧密连接形成面接触；点火头在外界激发源的作用下，电能转变为热能引燃，热能传递至含能纸并引燃含能纸，含能纸产生的热能引燃相接触的固体推进剂。进一步的，高装填比固体推进剂的长度与直径之比大于3:1。进一步的，含能纸与固体推进剂采用粘合或机械固定方式。进一步的，点火头为与柔性含能纸紧密接触的电点火头，或为与含能纸不接触的电爆管。进一步的，含能纸的成分为点火药和无机纤维，热值范围为1000～4000J·g-1，为锆-铬酸钡含能纸或为铝热剂含能纸。进一步的，锆-铬酸钡含能纸的成分为：2～20％的玻璃纤维，8～50％的锆和50～90的铬酸钡。进一步的，含能纸可以根据固体推进剂的需要，制备成可以与固体推进剂点火面紧密接触的任意平面形状和曲面形状；进一步的，含能纸的厚度为0.5毫米～10毫米，可以通过调节含能材料的厚度调节点火能力，以满足不同发火感度钝感含能材料的点火要求；本专利技术相对于现有技术相比具有显著优点：1、高装填比固体推进剂的柔性面点火装置可以实现高装填比固体推进剂的面点火。2、高装填比固体推进剂的柔性面点火装置可以有效降低发动机的初始自由容积，防止喷口堵塞。3、高装填比固体推进剂的柔性面点火装置的结构简单，易于加工，成本低廉，易于实现量产。附图说明图1为柔性面点火装置与固体推进剂装配位置示意图；图2为高装填比固体推进剂的柔性面点火装置的接触式与非接触式点火方式示意图；图3为高装填比固体推进剂的柔性面点火装置的固体推进剂所需不同形状含能纸示意图；图4为高装填比固体推进剂的柔性面点火装置中叠加不同厚度的含能纸的点火装置与固体推进剂装配位置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1，本专利技术的一种用于固体推进剂的柔性面点火装置，包括待点燃的固体推进剂1，高装填比固体推进剂的长度与直径之比大于3:1，固体推进剂1的待点燃面2，含能纸3，点火头4以及导线5；含能纸3可制成与接触面2相同形状；含能纸3与固体推进剂1通过粘合或机械固定的方式连接；点火头4与含能纸通过粘合或机械固定的方式连接固定；导线与点火头通过机械固定的方式连接；含能纸3由低能量输出的点火头4点燃，含能纸3燃烧释放大量热能，热能传递至含能纸与固体推进剂接触面2，接触面2上的固体推进剂达到燃烧温度后燃烧，固体推进剂1燃烧实现点火。结合图2，本专利技术的柔性面点火装置，既可以实现电点火头4与含能纸3接触的接触式点火方式，也可以实现电爆管7与含能纸3不接触的非接触式点火。其中，非接触式点火方式通过设置的拉瓦尔喷头6、电爆管7和导线5实现。结合图3，在实际应用中，固体推进剂具有多种形状，例如有圆柱形1、长方体形8和圆柱形11等；其相应的点火接触面也有多种形状，例如圆形2、方形9和曲面12等；本专利技术中的含能纸可以根据不同形状固体推进剂的点火需要，制备出不同形状，例如圆形3、长方形形10和曲面形13含能纸，实现柔性面点火。结合图4，通过调节含能纸3的厚度或数量，增加或减少含能纸3燃烧输出能量，可以实现对不同感度固体推进剂1的点燃。下面的实施例仅对本专利技术进行进一步的说明，不应理解为对本专利技术的限制。实施例：柔性面点火装置点燃圆柱形固体推进剂通过湿法造纸技术将质量分数10％的玻璃纤维，质量分数30％的锆和质量分数为60％的铬酸钡加水制备成锆-铬酸钡含能纸。含能纸的燃速达到100cm/s，燃烧热约为1675J/g。锆-铬酸钡厚度为1mm，形状为直径150mm的圆形。圆柱形固体推进剂底面直径为150mm，长为600mm。该固体推进剂为金属基复合固体推进剂，成分为质量分数10～20％的Al,20～40％的AP和40～70％HTPB。用粘合剂将柔性面点火装置与推进剂粘合起来。点火头固定于含能纸上，含能纸的输出口对准点火层。启动点火头开关，含能纸被点火头点燃释放大量热能，热能通过热传导的方式传递至固体推进剂，推进剂被点燃并稳定燃烧起来。除了上述的金属基固体推进剂外，该柔性点火装置还可以用于HTPE推进剂、NEPE推进剂、GAP推进剂、改性双基XLDB推进剂等固体推进剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，其特征在于，该点火装置包括导线，点火头和含能纸；其中，点火头与外界激发源通过导线相连，点火头通过接触式或非接触式点燃含能纸，含能纸与固体推进剂紧密连接形成面接触；点火头在外界激发源的作用下，电能转变为热能引燃，热能传递至含能纸并引燃含能纸，含能纸产生的热能引燃相接触的固体推进剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，其特征在于，该点火装置包括导线，点火头和含能纸；其中，点火头与外界激发源通过导线相连，点火头通过接触式或非接触式点燃含能纸，含能纸与固体推进剂紧密连接形成面接触；点火头在外界激发源的作用下，电能转变为热能引燃，热能传递至含能纸并引燃含能纸，含能纸产生的热能引燃相接触的固体推进剂。2.根据权利要求1所述的用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，其特征在于，高装填比固体推进剂的长度与直径之比大于3:1。3.根据权利要求1所述的用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，其特征在于，所述的含能纸与固体推进剂采用粘合或机械固定方式。4.根据权利要求1所述的用于高填充比固体推进剂的柔性面点火装置，其特征在于，其特征在于，所述的点火头为与柔性含能纸紧密接触的电点火头，或为与含能纸不接触的电爆管。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱朋，赵双飞，付帅，沈瑞琪，叶迎华，郭宁，李建，吴飞春，俞鑫，罗思璇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32