一种轻质模块化液体姿轨控发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种轻质模块化液体姿轨控发动机，包括壳体、燃烧室、喷注器、耐高温密封垫、轴承、推进剂进口接头、密封球面、密封圈和轴式电磁阀。本发明专利技术通过对发动机进行轻质模块化设计，采用轴式电磁阀及旋转滑动式喷注器结构，在基本不增加动力系统重量及布局空间的基础上，实现了各发动机喷注器之间功能互换的工作模式，提高了发动机模块的冗余及可靠性。本发明专利技术在一定的条件下甚至可以减少发动机模块中的喷注器数量，降低各发动机的布局空间及重量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质模块化液体姿轨控发动机


[0001]本专利技术涉及一种轻质模块化液体姿轨控发动机，主要用于航空航天等领域的姿态及轨道控制。

技术介绍

[0002]液体姿轨控发动机在航空航天领域中主要用于飞行器的姿态、轨道控制。由于其所属的动力系统属于上面级应用产品，在设计过程中对液体姿轨控发动机的布局空间、质量具有更苛刻的要求，可进行冗余设计的裕度较小。
[0003]传统液体火箭发动机均采用燃烧室与喷注器一一固定对应的结构模式，当出现问题时，则该发动机无法再继续正常工作，只能通过其余冗余备份发动机进行替代工作；若无备份发动机的情况下则会给系统飞行带来极大的失败风险。
[0004]另外一方面，采用备份设计的冗余模式对于具有多个发动机的液体姿控动力系统而言，极大地增加了动力系统的重量及成本，且不利于系统小型化。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在设计一种轻质模块化液体姿轨控发动机，适应及满足相关姿轨控动力系统在布局空间及重量上的要求，提高发动机设计冗余及工作可靠性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种轻质模块化液体姿轨控发动机，包括，
[0008]轴式电磁阀，所述轴式电磁阀上有一个或者多个出口通道；
[0009]驱动装置，所述驱动装置与轴式电磁阀连接，且当驱动装置动作时，驱动装置驱动轴式电磁阀绕轴式电磁阀自身的轴线旋转；
[0010]喷注器，所述喷注器有一个或多个，喷注器连接在轴式电磁阀的出口通道处，且当轴式电磁阀旋转时，喷注器随着轴式电磁阀一同旋转；
[0011]燃烧室，所述燃烧室有一个或者多个，燃烧室的推进剂入口端分布在以轴式电磁阀的旋转轴线为中心轴线的圆柱面上，且喷注器的喷嘴位于圆柱面上或圆柱面内。
[0012]进一步，轻质模块化液体姿轨控发动机还包括壳体，
[0013]所述壳体上开有贯穿其上、下端面的通孔，轴式电磁阀置于该通孔中；
[0014]所述壳体的周向表面上开有连接孔，连接孔与通孔相交，燃烧室的推进剂入口端位于连接孔外侧，喷注器的喷嘴位于连接孔内侧。
[0015]进一步，所述壳体内部还有一个球形腔体，球形腔体同时与通孔、连接孔相交，球形腔体的表面为密封球面；
[0016]所述喷注器表面包括球形面，喷注器通过球形面与密封球面配合形成密封结构。
[0017]进一步，所述喷注器的球形面上设置有耐高温密封垫。
[0018]进一步，所述轴式电磁阀通过轴承连接在壳体的通孔中。
[0019]进一步，所述轴承有两个，分别设置在通孔内靠近上端面处和靠近下端面处。
[0020]进一步，所述驱动装置包括，
[0021]控制电机；
[0022]传动齿轮，所述控制电机经传动齿轮与轴式电磁阀连接。
[0023]进一步，所述轴式电磁阀的入口通道与推进剂进口接头活动连接，且入口通道与推进剂进口接头之间通过密封圈动密封。
[0024]进一步，所述轴式电磁阀与喷注器之间通过型面对接相连，且轴式电磁阀与喷注器之间无连接件。
[0025]作为一种选择，所述喷注器为互击式、离心式、针栓式或莲蓬式喷注器。
[0026]与现有技术相比较，本专利技术通过对发动机进行轻质模块化设计，采用轴式电磁阀及旋转滑动式喷注器结构，在基本不增加动力系统重量及布局空间的基础上，实现了各发动机喷注器之间功能互换的工作模式，提高了发动机模块的冗余及可靠性；在一定的条件下甚至可以减少发动机模块中的喷注器数量，降低了各发动机的布局空间及重量。
附图说明
[0027]图1和图2为轻质模块化液体姿轨控发动机整体结构示意图；
[0028]图3和图4为发动机模块壳体结构示意图；
[0029]图5为轻质模块化液体姿轨控发动机内部结构及工作原理示意图；
[0030]图中，1
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燃烧室；2
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喷注器；3
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耐高温密封垫；4
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密封球面；5
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轴承；6
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推进剂进口接头；7
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密封圈；8
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轴式电磁阀；9
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传动齿轮；10
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控制电机。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但不应就此理解为本专利技术所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本专利技术的范围内。
[0032]作为本专利技术的一个实施例，如图1～图5所示，轻质模块化液体姿轨控发动机包括壳体，壳体周向表面连接有4个燃烧室1,4个燃烧室1等夹角(90度)分布在以通孔轴线为中心轴线的圆周上(该圆周所在的平面垂直于通孔轴线)，壳体上贯穿上、下端面的通孔中转动连接有轴式电磁阀8，轴式电磁阀8的转动轴线与通孔的轴线重合，轴式电磁阀8周向表面连接有至少2个喷注器2，两个喷注器2呈90度夹角分布在4个燃烧室1所在的圆周平面上(如图5，喷注器2的轴线与燃烧室1的轴线同轴)，壳体内部有一个与通孔相交的球形腔体，球形腔体的表面为密封球面4，喷注器2位于轴式电磁阀8与球形腔体的密封球面4之间，当轴式电磁阀8绕自身轴线旋转时，喷注器2的表面贴着密封球面4并随着轴式电磁阀8一通旋转，直到喷注器2转动到下一个燃烧室1的推进剂入口端。
[0033]如图5所示，轻质模块化液体姿轨控发动机主要由壳体、燃烧室1、喷注器2、耐高温密封垫3、轴承5、推进剂进口接头6、密封圈7和轴式电磁阀8等组成，采用模块化设计。整个发动机模块由轴式电磁阀8上的传动齿轮9与外部控制电机10模块相连。
[0034]发动机模块壳体由燃烧室1与带有光滑密封球面4的壳体组成，其中燃烧室1数量根据系统要求可以进行设计调整，如单一燃烧室1、双燃烧室1、三燃烧室1及四燃烧室1。其内部的喷注器2与燃烧室1根据发动机模块工作模式在数量可以是一一对应关系，或者是一
对多、多对一的对应关系，如四个燃烧室1配备四个喷注器2、四个燃烧室1配备三个喷注器2、三个燃烧室1配备四个喷注器2等。
[0035]各喷注器2外部端面与发动机模块壳体密封球面4相配合。各喷注器2与密封球面4之间采用耐高温密封垫3密封，防止发动机工作时高温燃气进入喷注器2后方。如图5中局部放大图Ⅰ所示，耐高温密封垫3位于喷注器2表面的球形面密封槽内，与喷注器2在数量上为一一对应关系。
[0036]轴式电磁阀8为集成式电磁阀，在结构上承担了传递控制电机10力矩的作用，在功能上承担了各方位发动机开关机控制的作用。轴式电磁阀8在各方位上的推进剂出口通道与各喷注器2推进剂进口通道在形式、数量上为一一对应关系；在控制关系上，各方位控制通道与喷注器2为一一对应关系。喷注器2与轴式电磁阀8在装配结构上采用型面对接的形式，如图5中局部放大图Ⅱ所示，通过各零部组件的对接协调关系，取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质模块化液体姿轨控发动机，其特征在于：包括，轴式电磁阀(8)，所述轴式电磁阀(8)上有一个或者多个出口通道；驱动装置，所述驱动装置与轴式电磁阀(8)连接，且当驱动装置动作时，驱动装置驱动轴式电磁阀(8)绕轴式电磁阀(8)自身的轴线旋转；喷注器(2)，所述喷注器(2)有一个或多个，喷注器(2)连接在轴式电磁阀(8)的出口通道处，且当轴式电磁阀(8)旋转时，喷注器(2)随着轴式电磁阀(8)一同旋转；燃烧室(1)，所述燃烧室(1)有一个或者多个，燃烧室(1)的推进剂入口端分布在以轴式电磁阀(8)的旋转轴线为中心轴线的圆柱面上，且喷注器(2)的喷嘴位于圆柱面上或圆柱面内。2.根据权利要求1所述的一种轻质模块化液体姿轨控发动机，其特征在于：还包括壳体，所述壳体上开有贯穿其上、下端面的通孔，轴式电磁阀(8)置于该通孔中；所述壳体的周向表面上开有连接孔，连接孔与通孔相交，燃烧室(1)的推进剂入口端位于连接孔外侧，喷注器(2)的喷嘴位于连接孔内侧。3.根据权利要求2所述的一种轻质模块化液体姿轨控发动机，其特征在于：所述壳体内部还有一个球形腔体，球形腔体同时与通孔、连接孔相交，球形腔体的表面为密封球面(4)；所述喷注器(2)表面包括球形面，喷注器(2)通过球形面与密封球面...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢彪，蹇怡，伍家威，丁洋，韦春花，
申请(专利权)人：贵州航天朝阳科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：