一种用于发动机燃气输出的空间复合管路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于发动机燃气输出的空间复合管路及装配方法，空间复合管路包括第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体；其中，第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体依次连接形成为流通管路，该流通管路的管壁内侧附设有隔热内衬层；第一支撑壳体包括沿第一方向的第一固定段和沿第二方向的第一连接段；第二支撑壳体包括沿第三方向的第二固定段和沿第四方向的第二连接段；转接壳体的内壁设置有圆弧过渡段，该圆弧过渡段设有沿第二方向的流入过渡端和沿第四方向的流出过渡端，本发明专利技术的空间复合管路结构简单，装配方法简便，通过四个方向的管道连接形成的空间管道，很好地解决了高温高压环境下发动机燃气长距离输出的问题。高压环境下发动机燃气长距离输出的问题。高压环境下发动机燃气长距离输出的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发动机燃气输出的空间复合管路


[0001]本专利技术属于固体火箭发动机领域，更具体地，涉及一种用于发动机燃气输出的空间复合管路。

技术介绍

[0002]航天器在某些环境下需要进行飞行姿态的调整，为了使飞行器能够调整姿态，给飞行器提供所需要的控制力和力矩，需在发动机四个象限分别布置喷管，燃烧室产生的高温高压燃气经管路输送至四个象限由喷管输出后产生推力。
[0003]目前国内固体发动机一般由燃烧室产生高温高压燃气经喷管直接输出推力或采用高温合金管路经短距离输送后到达喷管输出推力。这两种高温高压燃气输送方式并不能适用于所有的固体姿控发动机，其中存在的主要问题有：a)固体姿控发动机要求在四个象限均能产生推力，而燃烧室受空间结构和质量的限制，不能在四个象限各布置一个燃烧室；b)为了提高装药比冲和输出较大推力，燃气温度和压力均较高，如燃温为1200℃～1400℃，燃气内压为5MPa～10MPa。燃气中往往富含固体颗粒，燃气输送管路应用环境十分严苛，需经历高温、高压和固体颗粒对管内壁的冲蚀作用，绝大部分材料如GH4169、钛合金等均不能满足燃气输送管路的使用要求，在长时间热应力和固体颗粒冲蚀作用下发生结构破坏；c)固体颗粒对喷管喉部和扩张段有着强烈的烧蚀作用，使得喷管喉部直径变大、截面由圆形变得不规则等问题，从而大大降低了喷管输出的稳定性和削弱了固体火箭发动机的性能指标。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其目的在于解决在发动机的高温高压燃气的长距离输出问题，能够很好地适应燃烧室与喷管之间的空间连接，并有效地减小燃气中含有的固体颗粒对管壁的烧蚀作用。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其特征在于，包括第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体；其中，所述第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体依次连接形成为流通管路，该流通管路的管壁内侧附设有隔热内衬层；
[0006]所述第一支撑壳体包括沿第一方向的第一固定段和沿第二方向的第一连接段，该第一固定段的两端分别连通燃烧室和所述第一连接段；
[0007]所述第二支撑壳体包括沿第三方向的第二固定段和沿第四方向的第二连接段，该第二固定段的两端分别连通喷管和所述第二连接段；
[0008]所述转接壳体的内壁设置有圆弧过渡段，该圆弧过渡段设有沿第二方向的流入过渡端和沿第四方向的流出过渡端，该流入过渡端通过防转定位平面与所述第一连接段连接，该流出过渡端通过防转定位平面与所述第二连接段连接。
[0009]优选地，该复合管道还包括容渣腔室，该容渣腔室包括容置腔体、支撑限位盘和过滤套筒，所述容置腔体连通设置在所述第一连接段上并且其内壁均附设有隔热内衬层；所述支撑限位盘的端面设置若干支撑台，该支撑限位盘的外形与所述容置腔体内壁附设的隔热绝热层外形相适应，以便于对该支撑限位盘的径向进行限位；所述过滤套筒的一端抵接在所述容置腔体的内壁上，其另一端则抵接在各所述支撑台上，并且该过滤套筒的空心部与所述第一连接段相通。优选地，所述过滤套筒为交叉缠绕在一起的金属丝形成的中空筒状结构。
[0010]优选地，所述隔热内衬层包括隔热层和抗烧蚀层，并且所述抗烧蚀层设置在隔热层的内侧。
[0011]优选地，所述隔热层的材料选用高硅氧。
[0012]优选地，所述抗烧蚀层的材料选用碳酚醛。
[0013]本专利技术的另一个方面，提供用于发动机燃气输出的空间复合管路的装配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0014]S1:制备第一固定段和第一连接段，将第一固定段和第一连接段焊接形成第一支撑壳体，并在该第一支撑壳体管壁内侧粘贴隔热内衬层作为隔热内衬层的第一隔热层；
[0015]S2:制备第二固定段和第二连接段，将第二固定段和第二连接段焊接形成第二支撑壳体，并在该第二支撑壳体管壁内侧粘贴隔热内衬层作为隔热内衬层的第二隔热层；
[0016]S3:将贴合在转接壳体内侧的隔热内衬层作为隔热内衬层的转接隔热层，将其通过粘剂紧密粘贴在转接壳体的内侧；
[0017]S4:将第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体依次通过防转定位平面进行连接，对其结合部进行焊接。
[0018]优选地，步骤S1和S2中的焊接方式为氩弧焊。
[0019]优选地，步骤S4中的焊接方式为电子束焊。
[0020]优选地，还包括步骤S5:对空间复合管路的焊接部位进行去氧化层处理，并进行气密性试验。
[0021]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0022](1)本专利技术通过四个方向的过渡管路形成具有空间结构的复合管路，一方面保证其与发动机内部结构的良好匹配，以适应发动机复杂的空间结构特点；另一方面，更为重要的是这种结构可以保证燃气可以具备最优的输出路径，保证燃气输出的效率。进一步在复合管路内设置过渡段，以便于减小高温高压燃气在管路内的流通阻力，也有利于减小燃气对复合管路内壁的冲蚀作用，进而提高复合管路的工作的稳定性。
[0023](2)本专利技术通过在复合管路的第一连接段上设置容渣腔室，将容渣腔室设置在第一连接段上，一方面是便于收集从燃烧室中喷出的燃气中夹杂的较多固体颗粒，降低燃气中固体颗粒含量，从而减少高速的固体颗粒对复合管道内壁的烧蚀作用；另一方面，设置在该位置有利于减少固体颗粒对喷管的烧蚀作用，从而保证燃气喷射的稳定性，使发动机具有稳定的输出推力。
[0024](3)本专利技术的复合管道内壁附设的隔热内衬层具有隔热层、抗烧蚀层的双层结构，以避免管路壳体温度过高而导致强度急剧下降，同时可有效抵抗燃气中夹杂的固体颗粒对
复合管道内壁的烧蚀作用，提高复合管路工作的可靠性和安全裕度。
[0025](4)本专利技术的空间复合管路，其结构简单，装配方法简便，成本低廉，可快速装配得到空间复合管路，第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体连接可靠，具有良好的气密性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的立面视图；
[0027]图2是图1沿一个方向的剖视图；
[0028]图3是图2沿另一个方向的剖视图；
[0029]图4是支撑限位盘与过滤套筒相对设置的立面视图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]如图1～图4所示，本专利技术公开的一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，该空间复合管路包括第一支撑壳体1、转接壳体2、第二支撑壳体3、隔热内衬层4和容渣腔室5。其中，第一支撑壳体1、转接壳体2和第二支撑壳体3依次连接在一起，进一步地，容渣腔室5连通设置在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其特征在于，包括第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体；其中，所述第一支撑壳体、转接壳体和第二支撑壳体依次连接形成为流通管路，该流通管路的管壁内侧附设有隔热内衬层；所述第一支撑壳体包括沿第一方向的第一固定段和沿第二方向的第一连接段，该第一固定段的两端分别连通燃烧室和所述第一连接段；所述第二支撑壳体包括沿第三方向的第二固定段和沿第四方向的第二连接段，该第二固定段的两端分别连通燃气喷管和所述第二连接段；所述转接壳体的内壁设置有圆弧过渡段，该圆弧过渡段设有沿第二方向的流入过渡端和沿第四方向的流出过渡端，该流入过渡端通过防转定位平面与所述第一连接段连接，该流出过渡端通过防转定位平面与所述第二连接段连接。2.根据权利要求所述的一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其特征在于，还包括容渣腔室，该容渣腔室包括容置腔体、支撑限位盘和过滤套筒，所述容置腔体连通设置在所述第一连接段上并且其内壁均附设有隔热内衬层；所述支撑限位盘的端面设置若干支撑台，该支撑限位盘的外形与所述容置腔体内壁附设的隔热绝热层外形相适应，以便于对该支撑限位盘的径向进行限位；所述过滤套筒的一端抵接在所述容置腔体的内壁上，其另一端则抵接在各所述支撑台上，并且该过滤套筒的空心部与所述第一连接段相通。3.根据权利要求2所述的种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其特征在于，所述过滤套筒为交叉缠绕在一起的金属丝形成的中空筒状结构。4.根据权利要求1所述的一种用于发动机燃气输出的空间复合管路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳智，虞国军，郑星文，
申请(专利权)人：湖北三江航天红林探控有限公司，
类型：发明
国别省市：