本實(shí)用新型屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室絕熱層成型領(lǐng)域，具體為一種利用剛性工裝模具對(duì)單殼體反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行絕熱成型的裝置。

背景技術(shù)：

為了推動(dòng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種用于前沿探索研究具有新型結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的制造逐漸興起。單殼體反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)包含軌控燃燒室和反向嵌套于軌控燃燒室的姿控燃燒室。軌控燃燒室的絕熱結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包含了軌控燃燒室的內(nèi)絕熱成型和姿控燃燒室的外絕熱成型，見(jiàn)圖1。常用的手工貼片，氣囊加壓工藝適用于直筒狀燃燒室的絕熱內(nèi)成型。對(duì)于絕熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜特別是包含燃燒室外絕熱成型的殼體，氣囊難以施加足夠的壓力作用于燃燒室外絕熱層區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致外絕熱成型區(qū)域的脫粘。完成這種包含外絕熱成型絕熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼體必須使用其它成型方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種單殼體反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層成型裝置，可保證燃燒室外絕熱層粘接區(qū)域的粘接質(zhì)量并與其它粘接區(qū)域絕熱層同步成型。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：包括用于姿控燃燒室內(nèi)絕熱層成型的凸形模組、用于姿控燃燒室外絕熱層和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層成型的凹形模組；所述凸形模組包括置于姿控燃燒室內(nèi)用于擠脹姿控燃燒室內(nèi)絕熱層的瓣合式模芯一、深入瓣合式模芯一內(nèi)用于與瓣合式模芯一配合擠脹姿控燃燒室內(nèi)絕熱層的單錐面壓力錐；所述凹形模組包括置于軌控燃燒室內(nèi)用于擠脹姿控燃燒室外絕熱層和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層的瓣合式模芯二和瓣合式模芯三、置于瓣合式模芯二和瓣合式模芯三之間用于與瓣合式模芯二和瓣合式模芯三配合擠脹姿控燃燒室外絕熱層和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層的雙錐面壓力錐。

還包括一用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的柱狀支撐筒。

所述支撐筒上端與瓣合式模芯一之間設(shè)有用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的上限位環(huán)，支撐筒下端與瓣合式模芯三之間設(shè)有下限位環(huán)。

所述瓣合式模芯一上端設(shè)有用于與上限位環(huán)相卡的凸緣；所述瓣合式模芯三下端設(shè)有用于與下限位環(huán)相卡的凸緣；所述瓣合式模芯三外壁上設(shè)有與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、支撐筒、下限位環(huán)配合的限位臺(tái)階部。

所述上限位環(huán)與單錐面壓力錐之間設(shè)有墊環(huán)。

所述瓣合式模芯一包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的楔狀分瓣模、四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的配合分瓣模。

所述瓣合式模芯二包括六個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分瓣模。

所述瓣合式模芯三包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的楔狀分瓣模、四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的配合分瓣模。

所述瓣合式模芯一內(nèi)孔為與單錐面壓力錐配合的錐形孔；所述瓣合式模芯三內(nèi)孔為與雙錐面壓力錐配合的錐形孔；所述瓣合式模芯二外壁為與雙錐面壓力錐配合的錐形面。

所述支撐筒包括兩個(gè)半圓柱筒殼，支撐筒內(nèi)腔內(nèi)壁與殼體筒段外壁配合，防止殼體外壁過(guò)度受壓而變形。為了便于反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)與支撐筒裝配，將支撐筒等分線切割為兩半，支撐筒內(nèi)腔內(nèi)壁與殼體筒段外壁配合，防止殼體外壁過(guò)度受壓而變形。支撐筒端口外壁與限位環(huán)配合。

與限位環(huán)配合使用的瓣合式模芯一（姿控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯）與瓣合式模芯三（軌控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯）呈中空“U”型結(jié)構(gòu)，不與限位環(huán)配合使用的瓣合式模芯二（姿控燃燒室外絕熱層模芯）呈“V”型結(jié)構(gòu)。一般而言，絕熱層外型面的狀態(tài)由絕熱層模芯的外型面和尺寸來(lái)保證。但對(duì)于該發(fā)動(dòng)機(jī)姿控燃燒室外絕熱層而言，其外型面的狀態(tài)由絕熱層模芯的內(nèi)型面和尺寸來(lái)保證?！癡”型結(jié)構(gòu)姿控燃燒室外絕熱層模芯除了保證姿控外絕熱層的狀態(tài)外，還能保證部分靠近姿控燃燒室的軌控燃燒室內(nèi)絕熱層的狀態(tài)。另外，該模芯僅與壓力錐接觸而不與任何定位環(huán)直接配合接觸，在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體軸向方向上處于半定位狀態(tài)，只能保證絕熱層在軸向方向上的最大厚度，不能保證最小厚度，實(shí)際生產(chǎn)中必須在姿控燃燒室外絕熱區(qū)域投入過(guò)量的絕熱層膠料。

瓣合式模芯經(jīng)過(guò)線切割處理后便于裝模和拆卸。姿控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯分別被切割為6件不等分組件，姿控燃燒室外絕熱層模芯被切割為6件等分組件。

單錐面壓力錐與姿控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯配合。雙錐面軌控燃燒室壓力錐分別通過(guò)內(nèi)外錐面與姿控燃燒室外絕熱層模芯和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層模芯配合。本實(shí)用新型中的壓力錐除了用于向模芯施壓外，還與部分區(qū)域絕熱層直接接觸，具有一定的保證絕熱層狀態(tài)的功能。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體外徑為100～400mm，殼體長(zhǎng)度為100～400mm。

所述加壓裝置為平板硫化機(jī)。

所述絕熱層為橡膠類絕熱層。

所述組合模芯材料為經(jīng)過(guò)熱處理的45#鋼。本實(shí)用新型僅需要一套模具就能完成燃燒室的絕熱，實(shí)現(xiàn)了單殼體反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱的同步成型。另外本實(shí)用新型以平板硫化機(jī)作壓力源供壓可到10MPa，使絕熱層的固化壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣囊所能提供的極限壓力，硫化后的絕熱層更致密，與殼體的粘接更牢靠，解決了氣囊加壓絕熱成型法中姿控燃燒室外絕熱層粘接成型的難題。本實(shí)用新型對(duì)于單殼體反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)的絕熱成型非常適用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 為反向嵌套雙燃燒室結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。

圖3為本實(shí)用新型的姿控燃燒室內(nèi)絕熱模芯。

圖4為圖3的俯視圖。

圖5為本實(shí)用新型的姿控燃燒室外絕熱模芯。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為本實(shí)用新型的軌控燃燒室內(nèi)絕熱模芯。

圖8為圖7的俯視圖。

圖9為本實(shí)用新型的雙錐面軌控燃燒室壓力錐。

圖10為圖9的俯視圖。

圖中，1、單錐面壓力錐，2、瓣合式模芯一，3、墊環(huán)，4、上限位環(huán)，5、支撐筒，6、下限位環(huán)，7、瓣合式模芯三，8、雙錐面壓力錐，9、瓣合式模芯二，10、姿控燃燒室，11、軌控燃燒室，12、姿控燃燒室內(nèi)絕熱層，13、姿控燃燒室外絕熱層，14、軌控燃燒室內(nèi)絕熱層，15、楔狀分瓣模，16、配合分瓣模，17、分瓣模，18、楔狀分瓣模，19、配合分瓣模。

具體實(shí)施方式

圖1、圖2中，本實(shí)用新型包括用于姿控燃燒室內(nèi)絕熱層12成型的凸形模組、用于姿控燃燒室外絕熱層13和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層14成型的凹形模組。凸形模組包括置于姿控燃燒室10內(nèi)用于擠脹姿控燃燒室內(nèi)絕熱層12的瓣合式模芯一2、深入瓣合式模芯一2內(nèi)用于與瓣合式模芯一2配合擠脹姿控燃燒室內(nèi)絕熱層12的單錐面壓力錐1。凹形模組包括置于軌控燃燒室11內(nèi)用于擠脹姿控燃燒室外絕熱層13和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層14的瓣合式模芯二9和瓣合式模芯三7、置于瓣合式模芯二9和瓣合式模芯三7之間用于與瓣合式模芯二9和瓣合式模芯三7配合擠脹姿控燃燒室外絕熱層13和軌控燃燒室內(nèi)絕熱層14的雙錐面壓力錐8。還包括一用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的柱狀支撐筒5，支撐筒5包括兩個(gè)半圓柱筒殼，支撐筒內(nèi)腔內(nèi)壁與殼體筒段外壁配合，防止殼體外壁過(guò)度受壓而變形。支撐筒5上端與瓣合式模芯一2之間設(shè)有用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的上限位環(huán)4，支撐筒5下端與瓣合式模芯三7之間設(shè)有下限位環(huán)6。上限位環(huán)4與單錐面壓力錐1之間設(shè)有墊環(huán)3。

使用時(shí)，先將預(yù)制好的絕熱層置于涂有膠粘劑的姿控燃燒室內(nèi)，使用支撐筒5將殼體包裹起來(lái)，依次裝填上限位環(huán)4、瓣合式模芯一2、墊環(huán)3和單錐面壓力錐1后將整個(gè)殼體反轉(zhuǎn)放置。將預(yù)制好的絕熱層置于涂有膠粘劑的軌控燃燒室內(nèi)，然后依次裝填下限位環(huán)6、瓣合式模芯二9、瓣合式模芯三7和雙錐面壓力錐8。通過(guò)平板硫化機(jī)加壓10MPa，在工藝溫度下完成絕熱層的硫化。

圖3、圖4中，瓣合式模芯一2包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的楔狀分瓣模15、四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的配合分瓣模16。瓣合式模芯一2內(nèi)孔為與單錐面壓力錐1配合的錐形孔。瓣合式模芯一2上端設(shè)有用于與上限位環(huán)4相卡的凸緣。

圖5、圖6中，瓣合式模芯二9包括六個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分瓣模17。瓣合式模芯二9外壁為與雙錐面壓力錐8配合的錐形面。

圖7、圖8中，瓣合式模芯三7包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的楔狀分瓣模18、四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的配合分瓣模19。瓣合式模芯三7內(nèi)孔為與雙錐面壓力錐8配合的錐形孔。瓣合式模芯三7下端設(shè)有用于與下限位環(huán)6相卡的凸緣。瓣合式模芯三7外壁上設(shè)有與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、支撐筒5、下限位環(huán)6配合的限位臺(tái)階部。

圖9、圖10中，8為雙錐面壓力錐。