【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天推进，具体地，涉及全3d打印槽道喷管延伸段结构与发动机。
技术介绍
1、喷管延伸段是火箭发动机的重要部件，它的内壁面与高温高压的燃气直接接触，承受极端恶劣的力热载荷，必须在保证结构可靠性的前提下进行有效冷却。对于较大推力液体火箭发动机而言，采用推进剂对喷管壁面进行冷却的再生冷却和排放冷却是唯一实际可行的冷却方式，但这些方式需要在喷管内加工槽道以便推进剂流过。常用的槽道结构有管束式和铣槽式两种，管束式结构需要加工多根异形变截面管并进行钎焊，而铣槽式结构加工同样复杂，需要先对内壁机加工铣出槽道，然后通过电铸或扩散焊将内外壁连接在一起，还要对槽道进出口的封口进行特别处理。这些加工方式涉及特种工艺多，成本高、加工周期长，管理复杂，良品率低，焊接处容易产生缺陷且难以检测，也无法加工出更加复杂高效的冷却结构。
2、3d打印是近年来兴起的新制造技术，它通过逐层增加材料来构建零件，能实现复杂的结构设计，不需要特种工艺，也不需要准备模具等，特别适合用于制造带槽喷管延伸段这样的复杂结构。
3、专利文献cn 114483382 b公开了一种3d打印一体化喷管延伸段。喷管延伸段包括分别通过3d打印成型的喷管基体、进口集合器盖、出口集合器盖和底座，以上部件通过焊接连接。上述喷管延伸段可省去内外壁扩散焊工艺和部分零件间焊接过程，减少零件数量和焊缝，提高结构可靠性，但该专利技术所述喷管延伸段并非全3d打印，仍需生产数个部件并对其进行焊接，工艺复杂，生产成本高，周期长的问题无法彻底解决。
技
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种全3d打印槽道喷管延伸段结构与发动机。
2、根据本专利技术提供的一种全3d打印槽道喷管延伸段结构，包括推进剂进口、进口集腔、槽道、出口集腔以及推进剂出口，喷管延伸段壁面内部设有槽道，槽道一端连接进口集腔，进口集腔连接推进剂进口，槽道另一端连接出口集腔，出口集腔连接推进剂出口；
3、在喷管延伸段工作时，推进剂流入推进剂进口后进入进口集腔，将进口集腔填满后流入槽道中，且在槽道尽头汇入出口集腔，将出口集腔填满后，汇入推进剂出口后流出喷管延伸段。
4、优选的，槽道的两端分别延伸至进口集腔和出口集腔中，且槽道在进口集腔和出口集腔内壁上形成方形锯齿结构。
5、优选的，进口集腔为环形腔，进口集腔内壁上设有多个沿圆周均匀分布的第一圆形开孔，第一圆形开孔与推进剂进口一一对应连接，且多个推进剂进口。
6、优选的，出口集腔为环形腔，出口集腔内壁面上设有第二圆形开孔，第二圆形开孔与推进剂出口相连。
7、优选的，出口集腔与槽体的连接处设有斜面。
8、优选的，出口集腔的横截面积大于进口集腔的横截面积。
9、优选的，还包括轴向筋、周向肋以及出口加强筋结构，轴向筋、周向肋以及出口加强筋结构分别连接于喷管延伸段外侧壁面上。
10、优选的，还包括圆弧过渡结构，圆弧过渡结构位于喷管延伸段各尖锐部位，通过圆弧过渡结构避免应力集中、提升结构强度和减重。
11、优选的，推进剂进口、进口集腔、槽道、出口集腔以及推进剂出口通过3d打印一次成型。
12、本专利技术还提供了一种发动机，包括全3d打印槽道喷管延伸段结构。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
14、(1)本专利技术喷管延伸段结构为整体式结构，适合采用3d打印技术生产，不需要扩散焊、电铸、激光或电子束焊等特种工艺，也不需要制造模具和工装，可极大减少生产成本和周期；
15、(2)本专利技术喷管延伸段结构具有容易检验的特点，如槽道结构延伸到进出口集液腔中，可从推进剂进出口向内目视检查槽道制造质量；喷管延伸段整体结构也可通过x光等无损检测方法检查内部无法直视的槽道的制造质量；
16、(3)本专利技术由于3d打印在结构方面给予的设计自由性，喷管延伸段槽道的截面形状和面积可以沿轴向变化，可结合传热设计使喷管延伸段与燃气接触壁面温度尽可能平衡，针对不同推进剂可以得到适用于该推进剂的截面，最大程度地利用推进剂的冷却能力。
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1.一种全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，包括推进剂进口(1)、进口集腔(2)、槽道(3)、出口集腔(4)以及推进剂出口(5)，喷管延伸段壁面内部设有所述槽道(3)，所述槽道(3)一端连接所述进口集腔(2)，所述进口集腔(2)连接所述推进剂进口(1)，所述槽道(3)另一端连接所述出口集腔(4)，所述出口集腔(4)连接所述推进剂出口(5)；
2.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述槽道(3)的两端分别延伸至所述进口集腔(2)和所述出口集腔(4)中，且所述槽道(3)在所述进口集腔(2)和所述出口集腔(4)内壁上形成方形锯齿结构。
3.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述进口集腔(2)为环形腔，所述进口集腔(2)内壁上设有多个沿圆周均匀分布的第一圆形开孔，所述第一圆形开孔与所述推进剂进口(1)一一对应连接，且多个所述推进剂进口(1)。
4.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述出口集腔(4)为环形腔，所述出口集腔(4)内壁面上设有第二圆形开孔，所述第二圆形
5.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述出口集腔(4)与所述槽体(3)的连接处设有斜面。
6.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述出口集腔(4)的横截面积大于所述进口集腔(2)的横截面积。
7.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，还包括轴向筋、周向肋以及出口加强筋结构，所述轴向筋、所述周向肋以及所述出口加强筋结构分别连接于喷管延伸段外侧壁面上。
8.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，还包括圆弧过渡结构，所述圆弧过渡结构位于喷管延伸段各尖锐部位，通过所述圆弧过渡结构避免应力集中、提升结构强度和减重。
9.根据权利要求1所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述推进剂进口(1)、所述进口集腔(2)、所述槽道(3)、所述出口集腔(4)以及所述推进剂出口(5)通过3D打印一次成型。
10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的全3D打印槽道喷管延伸段结构。
...【技术特征摘要】
1.一种全3d打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，包括推进剂进口(1)、进口集腔(2)、槽道(3)、出口集腔(4)以及推进剂出口(5)，喷管延伸段壁面内部设有所述槽道(3)，所述槽道(3)一端连接所述进口集腔(2)，所述进口集腔(2)连接所述推进剂进口(1)，所述槽道(3)另一端连接所述出口集腔(4)，所述出口集腔(4)连接所述推进剂出口(5)；
2.根据权利要求1所述的全3d打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述槽道(3)的两端分别延伸至所述进口集腔(2)和所述出口集腔(4)中，且所述槽道(3)在所述进口集腔(2)和所述出口集腔(4)内壁上形成方形锯齿结构。
3.根据权利要求1所述的全3d打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述进口集腔(2)为环形腔，所述进口集腔(2)内壁上设有多个沿圆周均匀分布的第一圆形开孔，所述第一圆形开孔与所述推进剂进口(1)一一对应连接，且多个所述推进剂进口(1)。
4.根据权利要求1所述的全3d打印槽道喷管延伸段结构，其特征在于，所述出口集腔(4)为环形腔，所述出口集腔(4)内壁面上设有第二圆形开孔，所述第二圆形开孔与...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩然，曾夜明，程诚，周海清，关亮，时佰宏，金盛宇，
申请(专利权)人：上海空间推进研究所，
类型：发明
国别省市：
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