一种火箭发动机喷管及其成形方法技术

本发明专利技术公开一种火箭发动机喷管及其成形方法，火箭发动机喷管由内层金属管和外层复合材料管叠套而成，由于外层管采用复合材料制成，相比现有外层管选用金属制造，在保证喷管精度、性能的前提下，显著降低了喷管重量，达到了航空航天构件轻量化的目的；内层金属管和外层复合材料管之间采用环氧树脂固化连接，相比焊接，增强了喷管层间界面连接强度，避免了金属层之间因焊接产生焊缝而导致的冷却液泄漏，喷管成品稳定性较差，进而无法满足深空探测时火箭发动机长时间工作要求的问题。火箭发动机喷管成形方法工序少，生产周期短，进而可提升生产效率；采用该火箭发动机喷管成形方法成形的火箭发动机喷管质量轻，稳定性好。稳定性好。稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种火箭发动机喷管及其成形方法


[0001]本专利技术属于火箭发动机设计制造领域，涉及火箭发动机喷管成形技术，特别是涉及一种火箭发动机喷管及其成形方法。

技术介绍

[0002]喷管是火箭发动机设计制造中最为关键的部件，它直接影响火箭发动机的性能。喷管工作在严酷环境中，需承受达3000℃以上的燃气温度，一般的喷管结构、材料难以满足此高温工况要求，因此在火箭发动机的设计制造中，常将喷管设计为带冷却通道的双层结构，通过燃料在冷却通道中的回流，以降低喷管工作温度。
[0003]目前，双层喷管的内、外层均采用金属材料制备，在实际应用时存在如下弊端：
[0004]一、喷管轻量化不足。一般双层喷管的外层多选用高强钢、铜合金、铌钨合金等金属制造，其密度高达6.4g/cm3‑
8 g/cm3，这显著提高了喷管质量，极大地增加了火箭在发射及其运载过程中的燃料消耗，不满足航空航天装备的经济性以及轻量化使用要求。
[0005]二、产品稳定性较差。目前，连接双层喷管的内、外层时，广泛采用真空钎焊或电子束焊的方式。然而，上述焊接方法的焊合率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火箭发动机喷管，其特征在于，包括：内层金属管，所述内层金属管上设置有冷却通道；外层复合材料管，所述外层复合材料管套设于所述内层金属管的外部，且所述外层复合材料管的内表面通过树脂与所述内层金属管的外表面固化连接。2.根据权利要求1所述的火箭发动机喷管，其特征在于，所述冷却通道开设于所述内层金属管的外表面，所述冷却通道沿所述内层金属管的轴向分布，且所述冷却通道的一端贯穿所述内层金属管的小头端设置，所述冷却通道的另一端与所述内层金属管的大头端间隔布置；所述内层金属管的外表面沿其周向开设有多条所述冷却通道。3.根据权利要求1或2所述的火箭发动机喷管，其特征在于，所述内层金属管为不锈钢管、铜合金管或高温合金管；所述外层复合材料管为碳纤维管。4.一种火箭发动机喷管成形方法，其特征在于，包括步骤：S1、制备内层金属管；S2、在所述内层金属管的外表面加工形成冷却通道；S3、采用三维编织机在所述内层金属管的外表面编织复合材料，以形成外层复合材料管；S4、将所述外层复合材料管通过树脂与所述内层金属管固化形成双层喷管。5.根据权利要求4所述的火箭发动机喷管成形方法，其特征在于，还包括步骤：S5、采用软模对所述双层喷管的内表面和外表面进行挤压，以增强所述外层复合材料管与所述内层金属管之间的连接强度。6.根据权利要求4或5所述的火箭发动机喷管成形方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用铣刀在所述内层金属管表面铣削形成所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一哲，赵世龙，王辉，华林，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：