一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，涉及固体火箭发动机技术领域。本发明专利技术对膜片式隔离装置中的金属隔板和金属膜片进行改进：在金属隔板上安装辅助环，在金属膜片前表面靠近外缘处刻一圈方形槽。当一级燃烧室工作时，由于辅助环的厚度和金属膜片的厚度经过了特殊设计，一级燃烧室中的燃气作用在级间隔离装置上的压力更多地分布在辅助环表面和可承受更高压力的金属膜片外缘；当二级燃烧室启动时，由于凹槽在靠近圆心一侧未被辅助环填充满，作用在膜片背面上一个较小的压力就可以使膜片沿着方形槽的路径断裂、破碎，这可以减少二级燃烧室的启动时间，提高发动机的能量利用率，有利于实现对发动机的精确控制。有利于实现对发动机的精确控制。有利于实现对发动机的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置


[0001]本专利技术属于固体火箭发动机领域，具体涉及一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置。该结构可以有效提高双脉冲发动机的二级燃烧室的启动速度，改善发动机的工作效率。

技术介绍

[0002]固体火箭发动机在战略、战术导弹或航天领域中已被广泛使用。能够多次点火启动的脉冲固体火箭发动机可按照作战使用的需求，有效地控制发动机的能量输出，灵活地对飞行中的推力间隔、推力形式进行控制。双脉冲发动机将固体火箭发动机分隔成两部分，以实现推力的分级。这种方法主要通过改变发动机两级燃烧室的工作时间，合理安排导弹、飞行器飞行过程中的加减速过程，从而避免阻力等因素导致的能量损耗，实现一些特殊的弹道要求，例如更高的打击高度、更大的打击速度、打击目标前进行变速飞行等。
[0003]双脉冲发动机的隔离装置又可以分为陶瓷式、喷射棒式、金属膜片式。金属膜片式是利用轮辐式支撑件和金属膜片实现燃烧室的隔离。金属膜片可以保证了一级燃烧室工作时二级燃烧室的密封性，防止其中的药柱被点燃；当二级燃烧室点火时，由于金属膜片上有预置缺陷槽，在一定的压力下可以沿预定的凹槽发生断裂。由于金属膜片式隔离装置对药柱的形式没有限制、装配方便、可靠性强，因此被广泛采用。
[0004]目前，航空航天工业领域对双脉冲发动机的性能有了越来越高的要求，这需要设计出更实用、高效的级间隔离装置，一个优秀的级间隔离装置需要满足：较好正向打开能力，较高的反向承压能力，高密封性和好的隔热性。本设计在充分满足以上条件下，还有质量较轻，结构简单，装配容易，可靠性强的优点，可以提高脉冲发动机的总体性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提出一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置。与现有的技术结构相比，本方案的优点是具有更好的正向打开能力和更高的反向承压能力。依据材料力学相关知识，对金属膜片进行应力分析，本专利技术通过合理的结构设计改善了作用在金属膜片表面的压力分布，利用应力集中削弱了金属膜片的破碎难度，进而加快二级燃烧室的启动时间。有利于实现对发动机的精确控制，该结构简易，质量较轻，可减少发动机的消极质量，提高发动机的能量利用率。
[0006]技术方案
[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置。
[0008]本专利技术技术方案如下：
[0009]一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，包括：金属隔板，金属膜片，辅助环结构，绝热垫片，隔热层，隔热堵头，其特征在于：金属隔板(1)与金属膜片(2)之间使用隔热层(3)分隔开，辅助环结构(4)的螺纹杆穿过上述三种零件外缘的孔洞，由自身结构的凸台和多个螺母固定在金属隔板上，使金属膜片的环形槽刚好贴合到辅助环上，在金属膜片的外表面粘贴绝热垫片(5)，在金属隔板背面的开孔处也安装隔热堵头(6)，以防高温燃气的入侵，烧
蚀内部结构。
[0010]根据权利要求1所述的一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，其特征在于：在金属膜片的中心处开有一个圆形孔洞，从圆心处以60
°
为间隔分别向6个方向在表面上延伸出V型槽，使划分出的6块小的金属膜片分别对应金属隔板的六个通孔，在靠近金属膜片边缘处刻有一圈环形方槽，可与辅助环紧密贴合，用来把金属膜片固定在理想的位置上。
[0011]根据权利要求1所述的一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，其特征在于：要求辅助环与环形方槽的最大直径大小相等，环形方槽的最小直径略小于辅助环，使凹槽靠近圆心处存在一个环形空隙，当压力作用于背面时，此处会发生剪切应力的集中，有利于金属膜片的快速断裂及破碎。
[0012]根据权利要求1所述的一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，其特征在于：在金属膜片上从凹槽至边缘部分的厚度大于从凹槽至圆心部分的厚度，即膜片的内部区域厚度小于外侧区域，要求组合后，辅助环的前表面高度与金属膜片外侧区域高度相同，这可以将一级燃烧室中的燃气压力更多地分布到辅助环和承压能力更强的膜片外侧区域上，有利于提高双脉冲发动机的可靠性。
[0013]本专利技术具有以下有益效果：
[0014]通过安装辅助环结构，将金属膜片固定在理想的位置上，即由V型槽划分的小块膜片分别对应着金属隔板上的通孔，保证金属膜片的受力均匀，提高整个级间隔离装置的稳定性；由于辅助环的宽度要小于凹槽，装配时外侧边缘紧扣，内侧边缘与凹槽内壁有一定的空隙，因此在金属隔板打开时由于剪切应力的集中，在一个小的压力下就可以使其沿着凹槽的边缘断裂，从而加快二级燃烧室的启动时间，实现对发动机的精确控制；断裂时可形成均匀的破碎边缘，更小限度地影响燃烧室中燃气的流动，以提高双脉冲发动机的工作效率；由于金属膜片的外侧厚度大于内部厚度，辅助环的高度与金属膜片的外侧高度相同，由一级燃烧室给予的压力更多地作用在辅助环和抗压能力更强的金属膜片外侧，使该隔离装置有更高的可靠性；该结构简易，安装方便，质量较轻，适用于航空领域。
附图说明
[0015]图1：一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置的组装剖面图
[0016]图2：级间隔离装置的金属膜片的正视图
[0017]图3：级间隔离装置的金属膜片的后视图
[0018]图4：级间隔离装置的金属隔板和辅助环结构示意图
[0019]图5：级间隔离装置的金属隔板和辅助环结构后视图
[0020]图6：级间隔离装置的金属膜片、金属隔板和辅助环的组合示意图
[0021]图中：1
‑
金属隔板，2
‑
金属膜片，3
‑
隔热层，4
‑
辅助环结构，5
‑
绝热垫片，6
‑
隔热堵头
具体实施方式
[0022]现结合附图对本专利技术作进一步描述：
[0023]结合图1、图2、图3、图4、图5和图6，本专利技术提供一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置的技术方案。图1为一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置的组装剖面图，图2为级间
隔离装置的金属膜片的正视图，图3为级间隔离装置的金属膜片的后视图，图4为级间隔离装置的金属隔板和辅助环结构示意图，图5为级间隔离装置的金属隔板和辅助环结构后视图，图6为级间隔离装置的金属膜片、金属隔板和辅助环的组合示意图。
[0024]当双脉冲发动机一级燃烧室工作时，药柱燃烧产生的燃气对级间隔离装置产生一个与燃气流动方向相反的作用力，由于金属膜片和辅助环的特殊设计，压力更多地作用在辅助环和抗压能力更强的金属膜片外侧区域。当二级燃烧室点火时，燃气进入金属隔板的通孔直接作用在金属隔板背面上，由于凹槽和辅助环之间有一圈空隙，辅助环相当于提供了一个支点，剪切力集中在这一区域，使金属隔板在环形方槽处可以比较容易的断裂和破碎，并且有着相对整齐的破碎边缘。在金属隔板和金属膜片之间放置隔热层，在金属隔板的表面粘贴绝热垫片，用于保护该隔板和膜片不被烧蚀损坏，在金属隔板后部螺母安装孔中塞入隔热堵头，用来防止高温燃气的入侵。
[0025]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，包括：金属隔板，金属膜片，辅助环结构，绝热垫片，隔热层，隔热堵头，其特征在于：金属隔板(1)与金属膜片(2)之间使用隔热层(3)分隔开，辅助环结构(4)的螺纹杆穿过上述三种零件外缘的孔洞，由自身结构的凸台和多个螺母固定在金属隔板上，使金属膜片的环形槽刚好贴合到辅助环上，在金属膜片的外表面粘贴绝热垫片(5)，在金属隔板背面的开孔处也安装隔热堵头(6)，以防高温燃气的入侵，烧蚀内部结构。2.根据权利要求1所述的一种用于双脉冲发动机的级间隔离装置，其特征在于：在金属膜片的中心处开有一个圆形孔洞，从圆心处以60
°
为间隔分别向6个方向在表面上延伸出V型槽，使划分出的6块小的金属膜片分别对应金属隔板的六个通孔，在靠近金属膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群，吴智迪，范颖静，杨卓蒙，周子豪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：