固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机及飞行器制造技术

本发明专利技术提供了一种固液

【技术实现步骤摘要】
固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机及飞行器


[0001]本专利技术涉及航空航天
，尤其涉及一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机及飞行器。

技术介绍

[0002]火箭发动机作为航天器和导弹飞行的主要动力来源，一直以来都是各国研究的热门。
[0003]目前，实际应用比较多的化学火箭发动机可以分为三类：固体火箭发动机、液体火箭发动机以及固液混合火箭发动机。其中，固液混合火箭发动机由于兼顾了液体火箭发动机比冲高、推力可调、可多次关机启动以及固体火箭发动机易于保存、结构简单、可靠性高的优点，是近年来重点研究的对象。但是固液混合火箭发动机也存在填充密度低、推重比较小等缺陷，亟待研究者们解决。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术中的不足，本申请提供了一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机及飞行器，用以解决现有技术中固液混合火箭发动机装填密度低、推重比较小等技术问题。
[0005]为达上述目的，第一方面，本申请提供的一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，包括燃烧室，所述燃烧室本体及设置于所述本体的药柱填充腔；所述药柱填充腔填充有第一固体推进剂药柱及固液燃料药柱；其中，所述固液燃料药柱沿轴线方向设置有至少一个柱腔，所述第一固体推进剂药柱设置于所述柱腔内。
[0006]在一种可能的实施方式中，所述柱腔的数量为一个，且所述柱腔的轴线与所述固液燃料药柱的轴线重合。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述第一固体推进剂药柱与所述固液燃料药柱之间设置有可脱离的第一绝热层。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述燃烧室的一端还设置有催化点火室，所述催化点火室用于点燃所述固液燃料药柱。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述燃烧室还包括第一燃室及第二燃室，所述第一燃室设置于所述药柱填充腔的一端，所述第二燃室设置于所述药柱填充腔的另一端，装配后，所述第一燃室可供氧化剂进入，所述第二燃室用于连接尾喷管；其中，所述第一燃室设置有喷注面板、燃室挡板及第一点火器；所述喷注面板位于所述第一燃室远离所述药柱填充腔的一端，所述喷注面板上设置有预定数量用于喷射所述氧化剂的喷嘴；所述燃室挡板设置于所述第一燃室靠近所述药柱填充腔的一端，所述燃室挡板上设置有至少一单向开启结构；
所述第一点火器位于所述喷注面板与所述燃室挡板之间，所述第一点火器用于点燃所述固液燃料药柱。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述第二燃室填设有第二固体推进剂药柱，所述第二燃室远离所述第二固体推进剂药柱的一端设置有第二点火器。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述第一固体推进剂药柱和/或所述第二固体推进剂药柱沿轴线设置有中空的燃烧通道；所述燃烧通道的横截面包括圆形、星形、翼柱形或多通道的车轮形中的任意一种。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述第二固体推进剂药柱靠近所述固液燃料药柱的一端设置有可脱离的第二绝热层。
[0013]在一种可能的实施方式中，所述固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机还包括推力室及氧化剂贮存室，所述推力室、所述氧化剂贮存室以及所述燃烧室依次连接。
[0014]第二方面，本申请还提供了一种飞行器，包括运载体及上述提供的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，所述固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机设置于所述运载体。
[0015]相比现有技术，本申请的有益效果：本申请提供的一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机及飞行器，固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机包括燃烧室，燃烧室包括本体及设置于本体的药柱填充腔；药柱填充腔填充有第一固体推进剂药柱及固液燃料药柱；其中，固液燃料药柱沿轴线方向设置有至少一个柱腔，第一固体推进剂药柱设置于柱腔内。本申请提供的燃烧室中，第一固体推进剂药柱设置于固液燃料药柱的柱腔内，合理利用燃烧室的有效空间，填充密度大，结构紧凑。燃烧室在点火后，先燃烧第一固体推进剂药柱，当第一固体推进剂药柱燃尽后，再燃烧固液燃料药柱。其中，燃尽的第一固体推进剂药柱为固液燃料药柱的燃烧腾出柱腔的空间，即为固液燃料药柱提供燃烧空间，其中，固液燃料药柱的燃烧速度慢，续航能力长，调控性能好等优点。
[0016]另外，第一固体推进剂药柱燃烧后还可以对药柱填充腔进行预热，提高了固液燃料药柱的点火可靠性及燃烧效率。
[0017]本申请提供的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，充分结合固体火箭发动机和固液火箭发动机的优点。其中，一方面，第一固体推进剂药柱的先燃烧为火箭发动机初始工作阶段提供较大的推力，提高发射机动性。另一方面，在火箭发动机的工作末段通过控制固液燃料药柱的燃烧，为火箭发动机提供更大的总冲和长续航能力，通过第一固体推进剂药柱和固液燃料药柱结合，进而提高了火箭发动机的推重比。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1示出了本申请实施例提供的一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机中燃烧室的结构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的第一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机的结构示意图；图3示出了本申请实施例提供的第二种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机的结构示意图；图4示出了图2中A-A处的剖视图；图5示出了图2中B-B处的剖视图；图6示出了本申请实施例提供的一种固液燃料药柱设置多个柱腔结构的示意图；图7示出了本申请实施例提供的一种燃烧通道为圆形的结构示意图；图8示出了本申请实施例提供的一种燃烧通道为星形的结构示意图；图9示出了本申请实施例提供的一种燃烧通道为翼柱形的结构示意图；图10示出了本申请实施例提供的一种燃烧通道为多通道的车轮形的结构示意图；图11示出了本申请实施例提供的另一种燃烧通道为多通道的车轮形的结构示意图。
[0020]主要元件符号说明：100-燃烧室；110-本体；120-药柱填充腔；121-固液燃料药柱；1210-柱腔；122-第一固体推进剂药柱；1220-燃烧通道；123-第一绝热层；124-第二绝热层；125-第二固体推进剂药柱；130-第一燃室；131-第一点火器；132-喷注面板；1320-喷嘴；133-燃室挡板；1330-单向开启结构；1331-薄膜隔片；1332-环形压盖；140-第二燃室；141-第二点火器；150-尾喷管；151-堵盖；200-推力室；210-控压阀门；300-氧化剂贮存室；310-液体氧化剂；320-氧化剂输送阀门；400-催化点火室。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，其特征在于，包括燃烧室，所述燃烧室本体及设置于所述本体的药柱填充腔；所述药柱填充腔填充有第一固体推进剂药柱及固液燃料药柱；其中，所述固液燃料药柱沿轴线方向设置有至少一个柱腔，所述第一固体推进剂药柱设置于所述柱腔内。2.根据权利要求1所述的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，其特征在于，所述柱腔的数量为一个，且所述柱腔的轴线与所述固液燃料药柱的轴线重合。3.根据权利要求1所述的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，其特征在于，所述第一固体推进剂药柱与所述固液燃料药柱之间设置有可脱离的第一绝热层。4.根据权利要求1所述的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，其特征在于，所述燃烧室的一端还设置有催化点火室，所述催化点火室用于点燃所述固液燃料药柱。5.根据权利要求1所述的固液-固体共燃烧室组合动力火箭发动机，其特征在于，所述燃烧室还包括第一燃室及第二燃室，所述第一燃室设置于所述药柱填充腔的一端，所述第二燃室设置于所述药柱填充腔的另一端，装配后，所述第一燃室可供氧化剂进入，所述第二燃室用于连接尾喷管；其中，所述第一燃室设置有喷注面板、燃室挡板及第一点火器；所述喷注面板位于所述第一燃室远离所述药柱填充腔的一端，所述喷注面板上设置有预定数量用于喷射所述氧化剂的喷嘴；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国飙，李睿智，田辉，朱浩，谢彬，于睿鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：