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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火箭发动机,特别涉及一种新型火箭发动机喷注器发汗面板及制造方法。
技术介绍
1、多孔发汗冷却面板是利用气体或液体发汗剂在压力作用下,从多孔中排出,通过其分解和汽化、表面形成隔热的完全连续的气膜(或称附面层),吸收大量的热,从而降低构件的表面温度。
2、发汗冷却首先是发汗剂通过多孔壁时吸收热量,降低材料的温度(在壁内热流方向与发汗剂的流动方向相反,在多孔壁中进行热交换);随后是发汗剂达到多孔壁外表面时,迅速扩散汽化而大量吸热,同时形成一层不断更新、热容量大,热导率低的气态吸热的隔热层。调节发汗量使隔热层加厚,隔热层的温度梯度降低,从而降低热流向多孔壁的热导率,以保证材料在所希望的温度下工作。
3、多孔发汗材料被用作制造液体火箭发动机喷注器的面板。既是防热材料,又是结构材料,属于强迫发汗型防热结构材料。
4、使用发汗面板的结果表明,燃烧室温度在3500℃时,液氢、液氧火箭发动机的热面温度仅为80℃~200℃之间,大大降低了面板两面的温差,避免了面板的烧蚀、变形。由于面板渗透性能适中且均匀使发动机燃烧效率提高,提高了发动机的可靠性。
5、氢流量每降低4%,可提高发动机1s的比冲。可提高有效载荷20kg。以发汗冷却用氢量占总氢量的比值相比较,国内可以达到3%,美国rl-10-3为10%,j-2发动机为3%~4%,航天飞机主发动机为5%。
6、同时,还要保证最终材料的氢渗透量为(0.13~0.16)g/cm2·s。
7、常规发汗面板的缺点:渗透率要求范围
8、因此,渗透率要求范围窄导致多孔面板的成品率偏低,采用高温合金丝材制造的多孔面板成品价格根据尺寸不同,通常在20000元/kg~45000元/kg之间,存在制造成本偏高的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型火箭发动机喷注器发汗面板,该新型火箭发动机喷注器发汗面板实现放宽多孔发汗面板的渗透率的公差带宽度一倍以上。对以液氢为冷却介质的多孔面板的渗透率可由传统的(0.13~0.16)g/cm2·s放宽到(0.13~0.32)g/cm2·s,甚至更大,实现提升多孔发汗面板的成品率,降低升多孔发汗面板的生产成本。
2、为实现本专利技术目的,本专利技术采用如下技术方案:
3、根据本专利技术的一个方面,提供了一种新型火箭发动机喷注器发汗面板,包括多孔发汗面板和节流板,节流板设置于多孔发汗面板朝向冷却介质的一侧面,或者节流板镶嵌于多孔发汗面板内,节流板开设有多个间隔排列的通孔,节流板被配置为限制冷却介质流向多孔发汗面板的高温面的流量。
4、根据本专利技术的一实施方式,多个所述通孔的排列方式呈蜂窝状、多边形、同心圆中的任一种。
5、根据本专利技术的一实施方式,所述通孔间隔均匀排列。
6、根据本专利技术的一实施方式,所述通孔间隔不均匀排列。
7、根据本专利技术的一实施方式,所述通孔的孔间距1.5-2.5倍孔径。
8、根据本专利技术的一实施方式,所述节流板通过装配式安装于所述多孔发汗面板上,并且节流板与多孔发汗面板贴合。
9、根据本专利技术的一实施方式,节流板与所述多孔发汗面板扩散连接。
10、根据本专利技术的一实施方式,所述节流板镶嵌于两层所述多孔发汗面板之间。
11、根据本专利技术的一实施方式,所述多孔发汗面板为丝网多孔发汗面板。
12、本专利技术实施例的第二个方面还提供一种上述的新型火箭发动机喷注器发汗面板的制造方法,包括:
13、对节流板开设孔径0.3-0.5mm的通孔;
14、对通孔去毛刺和表面清理处理;
15、将节流板与多孔发汗面板可拆卸装配连接;
16、或者将节流板与多孔发汗面板扩散连接;
17、其中,采用扩散连接方式时,先将所述节流板表面进行镀层处理,所述通孔周边0.2mm范围内不进行镀层处理;然后扩散连接时,焊接压力控制在0.1~0.5mpa,温度920~1050℃,真空度以不低于0.02pa,保温保压时间10~30分钟;
18、将节流板与多孔发汗面板连接完成后进行性能检测。
19、本专利技术中的一个实施例具有如下优点或有益效果:
20、本专利技术实施例的新型火箭发动机喷注器发汗面板,在多孔发汗面板的冷却介质入口端设置节流板以减小冷却介质的流量,间接降低发汗面板整体的渗透率,通过此结构实现放宽多孔发汗面板的渗透率的公差带宽度一倍以上。对以液氢为冷却介质的多孔面板的渗透率可由传统的(0.13~0.16)g/cm2·s放宽到(0.13~0.32)g/cm2·s,甚至更大,实现提升多孔发汗面板的成品率,降低升多孔发汗面板的生产成本。
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1.一种新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,多个所述通孔(21)的排列方式呈蜂窝状。
3.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)间隔均匀排列。
4.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)间隔不均匀排列。
5.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)的孔间距1.5-2.5倍孔径。
6.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述节流板(2)通过装配式安装于所述多孔发汗面板(1)上,并且所述节流板(2)与所述多孔发汗面板(1)贴合。
7.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述节流板(2)与所述多孔发汗面板(1)扩散连接。
8.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述节流板(2)镶嵌于两层所述多孔发汗面板(1)之间。
9.
10.一种权利要求1-9中任一项所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板的制造方法,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,多个所述通孔(21)的排列方式呈蜂窝状。
3.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)间隔均匀排列。
4.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)间隔不均匀排列。
5.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述通孔(21)的孔间距1.5-2.5倍孔径。
6.根据权利要求1所述的新型火箭发动机喷注器发汗面板,其特征在于,所述节...
【专利技术属性】
技术研发人员:单会祥,杨建国,吴维贵,
申请(专利权)人:北京智创联合科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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