一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括火箭圓柱形外殼，在火箭圓柱形外殼內(nèi)設(shè)有固體藥柱，在火箭圓柱形外殼的前端設(shè)置有一中心錐體，中心錐體包括前體、后體以及中心椎體殼體，在前體與火箭圓柱形外殼之間形成有外界空氣入口，在中心錐體內(nèi)設(shè)置有液體發(fā)動(dòng)機(jī)和通過(guò)所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的第一燃燒室，在第一燃燒室的出口與固體藥柱之間形成有第二燃燒室，液體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在中心錐體內(nèi)，液體發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑儲(chǔ)罐、氧化劑儲(chǔ)罐、集液混合器以及噴注器。本發(fā)明液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)縮小了第一燃燒室的外部尺寸，節(jié)約了內(nèi)部空間，簡(jiǎn)化火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)；這樣能夠增加固體藥柱的體積，提高液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的性能。
【專利說(shuō)明】
一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)發(fā)明制作了各種型號(hào)的火箭，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，將推進(jìn)劑儲(chǔ)罐或運(yùn)載工具內(nèi)的反應(yīng)物(推進(jìn)劑)變成高速射流，由于牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律而產(chǎn)生推力。
[0003]液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)栗或者高壓氣體使氧化劑和燃燒劑分別進(jìn)入燃燒室，兩種推進(jìn)劑成分在燃燒室混合并燃燒;而固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒室內(nèi)直接裝填固體推進(jìn)劑，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由藥柱、燃燒室、噴管組件和點(diǎn)火裝置等組成，藥柱是由推進(jìn)劑與少量添加劑制成的中調(diào)圓柱體(中空部分為燃燒面)；固液混合火箭使用固體和液體混合推進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)；近年來(lái)由于人們對(duì)高超音速飛行器的深入研究；尤其對(duì)火箭基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)探討和創(chuàng)新，使得固液組合式循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最大性能和優(yōu)勢(shì)，從而成為實(shí)現(xiàn)航空航天動(dòng)力推進(jìn)的最佳選擇，而渦輪基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)適用于在低空進(jìn)行高超音速飛行，然而在實(shí)際工程使用過(guò)程中，對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)要求高，渦輪栗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件苛刻，壓頭高，因此設(shè)計(jì)效率尚的禍輪栗也是發(fā)動(dòng)機(jī)研制中的關(guān)鍵。
[0004]不管這些火箭內(nèi)部構(gòu)造有多復(fù)雜，其主要部分都可以歸納為殼體和燃燒殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺抢梅礇_力量向前飛去;在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中，火箭的可靠性和安全性都非常重要，為了保證火箭可靠性和安全性，同時(shí)提高有效載荷重量，首先要保證推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，其次就必須降低火箭的自重，第三要節(jié)約火箭內(nèi)體的實(shí)用空間；而在設(shè)計(jì)過(guò)程中可靠性和降低自重是無(wú)法同時(shí)滿足的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)提供一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其能夠筒化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)，同時(shí)節(jié)省火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間，并提高液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)整體的熱力學(xué)效率，動(dòng)力系統(tǒng)的性能以及經(jīng)濟(jì)性能。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括火箭圓柱形外殼，在所述火箭圓柱形外殼內(nèi)設(shè)有固體藥柱，在所述火箭圓柱形外殼尾部形成有火箭超聲速噴口，其特征在于:在所述火箭圓柱形外殼的前端設(shè)置有一中心錐體，中心錐體包括前體、后體以及與所述后體同軸設(shè)置并位于后體外側(cè)的中心椎體殼體，在所述前體與所述火箭圓柱形外殼之間形成有外界空氣入口，在所述中心錐體內(nèi)設(shè)置有液體發(fā)動(dòng)機(jī)和通過(guò)所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的第一燃燒室，在所述第一燃燒室的出口與固體藥柱之間形成有第二燃燒室，所述中心錐體的后體固定設(shè)置在火箭圓柱形外殼內(nèi)，在所述中心錐體殼體與火箭圓柱形外殼之間形成有與所述外界空氣入口連通的外界進(jìn)氣通道，該外界進(jìn)氣通道的出口與所述第二燃燒室連通;所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在中心錐體內(nèi)，液體發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑儲(chǔ)罐、氧化劑儲(chǔ)罐、集液混合器以及噴注器，所述燃燒劑儲(chǔ)罐和氧化劑儲(chǔ)罐分別通過(guò)管路與所述集液混合器連通，所述噴注器連接在所述集液混合器上。
[0007]所述前體為錐形頂蓋，所述后體為圓筒體結(jié)構(gòu)，所述前體從火箭圓柱形外殼的前端伸出，且后部連接于后體的前端。
[0008]所述后體所述前體一體成型。
[0009]在所述氧化劑儲(chǔ)罐與集液混合器之間設(shè)置有多個(gè)氧化劑輸出管，多個(gè)氧化劑輸出管的一端與集液混合器的氧化劑入口連接，多個(gè)氧化劑輸出管的另一端串接氧化劑液壓栗與相對(duì)應(yīng)的氧化劑儲(chǔ)罐出口連通。
[0010]所述在氧化劑儲(chǔ)罐的一側(cè)外壁上設(shè)置有與電磁輔助閥連接的輔助管，所述輔助管的另一端與第一燃燒室連通。
[0011]所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，外部的空氣無(wú)法通入經(jīng)由內(nèi)部進(jìn)氣通道進(jìn)入第一燃燒室，啟動(dòng)輔助電磁閥，氧化劑儲(chǔ)罐內(nèi)的氧化劑經(jīng)由輔助管以及內(nèi)部進(jìn)氣通道進(jìn)入第一燃燒室，并且與經(jīng)由多個(gè)燃燒劑輸出管，集液混合器以及燃料噴注器進(jìn)入第一燃燒室的燃料反應(yīng)，完成所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng);所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，打開(kāi)氣流控制閥及液壓栗，并同時(shí)關(guān)閉輔助電磁閥，這樣從外部引射大量的空氣經(jīng)由內(nèi)部進(jìn)氣通道進(jìn)入第一燃燒室，再經(jīng)由外進(jìn)氣道進(jìn)入第二燃燒室;所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后的運(yùn)行過(guò)程中，空氣與進(jìn)入第一燃燒室燃料混合裂變?nèi)紵?，?jīng)由中心錐體的出口噴出的高溫燃?xì)獠⒔?jīng)過(guò)第二燃燒室以及超聲速噴口快速排出以產(chǎn)生推力，由中心錐體后體的出口噴出的高溫燃?xì)饨?jīng)過(guò)第二燃燒室時(shí)，點(diǎn)燃固體藥柱，固體藥柱與經(jīng)由外進(jìn)氣道流入的空氣反應(yīng)燃燒并產(chǎn)生高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)饨?jīng)由超聲速噴口快速排出以產(chǎn)生推力。
[0012]更進(jìn)一步的，所述中心錐體前體為錐形，在前體內(nèi)設(shè)置有液體發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)組。
[0013]更進(jìn)一步的，所述后體為圓筒體結(jié)構(gòu)，在圓筒體內(nèi)設(shè)置有燃燒劑儲(chǔ)罐和氧化劑儲(chǔ)罐，集液混合器和噴注器以及第一燃燒室。
[0014]更進(jìn)一步的，所述后體出口處的后端為漸縮的錐形，從而使第一燃燒室在圓筒體橫向(軸向)上的末端的出口處為圓錐漏斗形噴口。
[0015]更進(jìn)一步的，在所述后體殼體內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)燃燒劑輸出管，并且按序周向分布；所述燃燒劑輸出管的一端連接集液混合器的燃燒劑入口，所述燃燒劑輸出管的另一端串接燃燒劑液壓栗與相對(duì)應(yīng)的燃燒劑儲(chǔ)罐的出口連通。所述多個(gè)燃料輸出管為8個(gè)且相鄰燃料輸出管之間的夾角為45度。
[0016]更進(jìn)一步的，所述后體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道，多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道為8個(gè)，且相鄰內(nèi)部進(jìn)氣通道之間的夾角為45度。
[0017]更進(jìn)一步的，所述后體與中心錐體前體通過(guò)焊接相連接;所述后體與漏斗形噴口通過(guò)焊接成為一體。
[0018]更進(jìn)一步的，所述固體藥柱為空心圓柱體結(jié)構(gòu)，固體藥柱，收容并固定于火箭圓柱形外殼內(nèi)，固定藥柱的外殼和內(nèi)筒體之間通過(guò)兩側(cè)端板焊接成一個(gè)空心圓柱體，圓筒體內(nèi)部中空作為氣流通道。
[0019]更進(jìn)一步的，在所述后體內(nèi)設(shè)置有集液混合器;所述集液混合器為圓盤式結(jié)構(gòu)，在所述圓盤體的外弧面上有序分布多個(gè)燃燒劑入口和多個(gè)氧化劑入口，在所述集液混合器的一側(cè)端面上有序設(shè)置有多個(gè)燃料噴注器，本發(fā)明實(shí)施方案的噴注器為8個(gè)，且相鄰燃料噴注器之間的夾角為45度，噴注器連通燃料入口和第一燃燒室。
[0020]有益效果
(I)本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，將液體發(fā)動(dòng)機(jī)與固體藥柱收容在火箭圓柱形外殼內(nèi)，而液體發(fā)動(dòng)機(jī)中第一燃燒室內(nèi)燃料的燃燒以及固體藥柱的燃燒生成的高溫燃?xì)饨?jīng)過(guò)箭尾噴管排出能夠大大增加所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，同時(shí)也能提高液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)效率以及動(dòng)力系統(tǒng)的性能。
[0021](2)本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其液體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置于火箭圓柱形殼體前端的中心椎體內(nèi)，縮小了第一燃燒室的尺寸，節(jié)省內(nèi)部空間，簡(jiǎn)化液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)節(jié)省的內(nèi)部空間能夠增加固體藥柱的體積，提升液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的性能。
[0022](3)本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，將燃燒劑儲(chǔ)罐、氧化劑儲(chǔ)罐、集液混合器全部收容于中心錐體內(nèi)；系統(tǒng)采用集液混合器，能夠保證系統(tǒng)燃料供給穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)提升系統(tǒng)的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
圖2為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)角度的剖視圖；
圖3為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的集液混合器的剖視圖；
圖4為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒劑儲(chǔ)罐的剖視圖；
圖5為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化劑儲(chǔ)罐的剖視圖；
圖6為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣入口、氣流控制閥以及內(nèi)部進(jìn)氣通道的局部示意圖。
[0024]圖7為本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的中心錐體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標(biāo)號(hào)
I火箭圓柱形外殼、2中心錐體、3氧化劑輸出管、4燃料入口、5外界空氣入口、6液體發(fā)動(dòng)機(jī)、7燃燒劑儲(chǔ)罐、8氧化劑儲(chǔ)罐、9氧化劑儲(chǔ)罐出口、10集液混合器、11前體、12內(nèi)部進(jìn)氣通道、13第一燃燒室、14外進(jìn)氣道、15噴注器、16燃燒劑輸出管、17燃燒劑入口、18氧化劑入口、19燃燒劑儲(chǔ)罐出口、20燃燒劑液壓栗、21輔助電磁閥、22燃料輔助管、23中心椎體殼體、24第二燃燒室、25圓錐漏斗形噴口、26超聲速噴口、27固體藥柱、28氧化劑液壓栗、29氣流控制閥。30后體。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明:
如圖1、圖2所示，一種固液耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括火箭圓柱體外殼1，中心錐體2、外界空氣入口 5、液體發(fā)動(dòng)機(jī)6、外界進(jìn)氣通道14、內(nèi)部進(jìn)氣通道12、燃料入口 4、第一燃燒室13，燃燒劑儲(chǔ)罐7、氧化劑儲(chǔ)罐8、集液混合器10、燃料噴注器15、第二燃燒室24及固體藥柱27以及超聲速噴口。
[0027]在火箭圓柱形外殼體I的前端設(shè)有外界空氣入口5，連通外部大氣，在火箭圓柱形外殼I的后端設(shè)置有超聲速噴口。
[0028]在火箭圓柱形外殼的前端設(shè)置有一中心錐體2，在該中心錐體與火箭圓柱形外殼I之間形成有外界空氣入口，在中心錐體2內(nèi)設(shè)置有液體發(fā)動(dòng)機(jī)6和通過(guò)液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的第一燃燒室13，在所述第一燃燒室的出口與固體藥柱27之間形成有第二燃燒室24，
中心錐體的后體固定設(shè)置在火箭圓柱形外殼I內(nèi)，在該后體30與火箭圓柱形外殼之間形成有與外界空氣入口 5連通的外界進(jìn)氣通道14，該外界進(jìn)氣通道的出口與第二燃燒室24連通;液體發(fā)動(dòng)機(jī)6設(shè)置在中心錐體內(nèi)，液體發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑儲(chǔ)罐7、氧化劑儲(chǔ)罐8、集液混合器10以及噴注器15，燃燒劑儲(chǔ)罐7和氧化劑儲(chǔ)罐8分別通過(guò)管路與集液混合器10連通，噴注器15連接在集液混合器上。
[0029]在火箭圓柱形外殼I內(nèi)設(shè)置有中心錐體的后體，在中心錐體的后體內(nèi)分別設(shè)置有燃燒劑儲(chǔ)罐7與氧化劑儲(chǔ)罐8，在中心錐體的后體內(nèi)還設(shè)置有集液混合器10以及第一燃燒室13，從而保證燃燒供給系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0030]如圖1、圖2、圖7所示，在所述火箭圓柱形外殼的前端與中心錐體連接處設(shè)置有外界空氣入口。
[0031 ]中心錐體包括前體11、后體30以及中心椎體殼體23，所述前體11為錐形頂蓋、后體30為圓筒體結(jié)構(gòu)，所述前體11從火箭圓柱形外殼I的前端伸出，且后部連接于圓筒式后體30的前端;所述后體30，位于火箭圓柱形外殼I中，且與中心錐體2的前體11 一體形成;所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)6設(shè)置在中心錐體內(nèi)；所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑儲(chǔ)罐7、氧化劑儲(chǔ)罐8、集液混合器10、噴注器15以及第一燃燒室13均收容并固定于中心錐體內(nèi)。
[0032]后體30與中心錐體前體11通過(guò)焊接相連接；中心錐體殼體圍繞整個(gè)后體30并固定設(shè)置于中心錐體前體的后部外表面。后體30在軸向上末端為圓錐漏斗形出口。
[0033]如圖6所示，在第一燃燒室13的外壁與火箭圓柱形外殼體I之間設(shè)置有多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道12;內(nèi)部進(jìn)氣通道12—端與第一燃燒室13連通，另一端串接氣流控制閥29與外界空氣入口 5連通。
[0034]如圖2、圖3、圖4、圖5所示，在氧化劑儲(chǔ)罐7與集液混合器10之間設(shè)置有多個(gè)氧化劑輸出管3。多個(gè)氧化劑輸出管3的一端與集液混合器1的氧化劑入口 18連接，另一端串接氧化劑液壓栗28與相對(duì)應(yīng)的氧化劑儲(chǔ)罐出口 9連通。
[0035]在后體30內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)燃燒劑輸出管16，并且按序周向分布;燃燒劑輸出管16的一端連接集液混合器1的燃燒劑入口 17，燃燒劑輸出管16的另一端串接燃燒劑液壓栗20與相對(duì)應(yīng)的燃燒劑儲(chǔ)罐的出口 19連通;多個(gè)燃燒劑輸出管16為8個(gè)，且相鄰燃燒劑輸出管之間的夾角為45度。
[0036]多個(gè)燃料噴注器15，周向均勻分布在后體30內(nèi)，且液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)口設(shè)于后體30的外表面上并徑向錐形延伸，多個(gè)燃料噴注器15連通燃料入口 4和第一燃燒室13。
[0037]在氧化劑儲(chǔ)罐8的一側(cè)外壁上設(shè)置有系統(tǒng)初始啟動(dòng)用電磁輔助閥21，連有輔助管22;所輔助管22的另一端與第一燃燒室13連通。
[0038]外進(jìn)氣通道14，設(shè)置于火箭圓柱形外殼I和液體發(fā)動(dòng)機(jī)6之間，一端連通于火箭圓柱形外殼I的外界空氣入口 5。
[0039]第二燃燒室24，設(shè)置于火箭圓柱形外殼I內(nèi)的位于后體30后方的空間，第二燃燒室24前端連通于第一燃燒室13的出口以及外進(jìn)氣通道14的另一端，后端連通于外殼的超聲速噴口 26。
[0040]固體藥柱27為圓筒體結(jié)構(gòu)，收容并固定于火箭圓柱形外殼內(nèi)且位于第二燃燒室內(nèi)，其內(nèi)部中空以供空氣流動(dòng)的通道。
[0041 ]后體30為圓筒體結(jié)構(gòu)，在圓筒體內(nèi)設(shè)置有燃燒劑儲(chǔ)罐7和氧化劑儲(chǔ)罐8，集液混合器和噴注器以及第一燃燒室。
[0042]后體30出口處的后端為漸縮的錐形，從而使第一燃燒室13在圓筒體橫向(軸向)上的末端的出口處為圓錐漏斗形噴口 25。
[0043]后體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道12，多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道為8個(gè)，且相鄰內(nèi)部進(jìn)氣通道之間的夾角為45度。
[0044]所述后體30與中心錐體前體11通過(guò)焊接相連接;所述后體30與漏斗形噴口25通過(guò)焊接成為一體。
[0045]固體藥柱27為空心圓柱體結(jié)構(gòu)，固體藥柱27，收容并固定于火箭圓柱形外殼內(nèi)，固定藥柱的外殼和內(nèi)筒體之間通過(guò)兩側(cè)端板焊接成一個(gè)空心圓柱體，圓筒體內(nèi)部中空作為氣流通道。
[0046]在所述后體30內(nèi)設(shè)置有集液混合器10;集液混合器10為圓盤式結(jié)構(gòu)，在圓盤體的外弧面上有序分布多個(gè)燃燒劑入口和多個(gè)氧化劑入口，在集液混合器10的一側(cè)端面上有序設(shè)置有多個(gè)燃料噴注器，本發(fā)明實(shí)施方案的噴注器為8個(gè)，且相鄰燃料噴注器之間的夾角為45度，噴注器連通燃料入口和第一燃燒室。
[0047]本發(fā)明火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程為:
液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，外部的空氣無(wú)法通入經(jīng)由內(nèi)部進(jìn)氣通道12進(jìn)入第一燃燒室13，啟動(dòng)輔助電磁閥21，氧化劑儲(chǔ)罐8內(nèi)的氧化劑經(jīng)由輔助管22以及內(nèi)部進(jìn)氣通道12進(jìn)入第一燃燒室13，并且與經(jīng)由多個(gè)燃燒劑輸出管16、集液混合器1以及燃料噴注器15進(jìn)入第一燃燒室的燃料反應(yīng)，完成液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng);液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，打開(kāi)氣流控制閥29及液壓栗，并同時(shí)關(guān)閉輔助電磁閥21，這樣從外部引射大量的空氣經(jīng)由內(nèi)部進(jìn)氣通道12進(jìn)入第一燃燒室13，再經(jīng)由外進(jìn)氣道14進(jìn)入第二燃燒室24;液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后的運(yùn)行過(guò)程中，空氣與進(jìn)入第一燃燒室燃料混合裂變?nèi)紵?，?jīng)由中心錐體后體的出口噴出的高溫燃?xì)獠⒔?jīng)由過(guò)第二燃燒室24以及超聲速噴口 26快速排出以產(chǎn)生推力，由中心錐體后體的出口噴出的高溫燃?xì)饨?jīng)過(guò)第二燃燒室時(shí)，點(diǎn)燃固體藥柱27，固體藥柱27與經(jīng)由外進(jìn)氣道14流入的空氣反應(yīng)燃燒并產(chǎn)生高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)饨?jīng)由超聲速噴口 26快速排出以產(chǎn)生推力。
[0048]本發(fā)明的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其液體發(fā)動(dòng)機(jī)和集成柱設(shè)置于火箭圓柱形殼體的前端，縮小了第一燃燒室的尺寸，節(jié)省內(nèi)部空間，簡(jiǎn)化液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)節(jié)省的內(nèi)部空間能夠增加固體藥柱的體積，提升所述液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括火箭圓柱形外殼，在所述火箭圓柱形外殼內(nèi)設(shè)有固體藥柱，在所述火箭圓柱形外殼尾部形成有火箭超聲速噴口，其特征在于:在所述火箭圓柱形外殼的前端設(shè)置有一中心錐體，中心錐體包括前體、后體以及與所述后體同軸設(shè)置并位于后體外側(cè)的中心椎體殼體，在所述前體與所述火箭圓柱形外殼之間形成有外界空氣入口，在所述中心錐體內(nèi)設(shè)置有液體發(fā)動(dòng)機(jī)和通過(guò)所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的第一燃燒室，在所述第一燃燒室的出口與固體藥柱之間形成有第二燃燒室，所述中心錐體的后體固定設(shè)置在火箭圓柱形外殼內(nèi)，在所述中心錐體殼體與火箭圓柱形外殼之間形成有與所述外界空氣入口連通的外界進(jìn)氣通道，該外界進(jìn)氣通道的出口與所述第二燃燒室連通;所述液體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在中心錐體內(nèi)，液體發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑儲(chǔ)罐、氧化劑儲(chǔ)罐、集液混合器以及噴注器，所述燃燒劑儲(chǔ)罐和氧化劑儲(chǔ)罐分別通過(guò)管路與所述集液混合器連通，所述噴注器連接在所述集液混合器上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述前體為錐形頂蓋，所述后體為圓筒體結(jié)構(gòu)，所述前體從火箭圓柱形外殼的前端伸出，且后部連接于后體的前端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述后體所述前體一體成型。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述第一燃燒室的外壁與火箭圓柱形外殼體之間設(shè)置有多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道;所述內(nèi)部進(jìn)氣通道一端與第一燃燒室連通，內(nèi)部進(jìn)氣通道另一端串接氣流控制閥與外界空氣入口連通。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述多個(gè)內(nèi)部進(jìn)氣通道為8個(gè)，且相鄰內(nèi)進(jìn)氣通道之間的夾角為45度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述噴注器為周向均勻分布在所述后體內(nèi)的多個(gè)，多個(gè)燃料噴注器連通燃料入口和第一燃燒室。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:燃料噴注器為8個(gè)，且相鄰燃料噴注器之間的夾角為45度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述氧化劑儲(chǔ)罐與集液混合器之間設(shè)置有多個(gè)氧化劑輸出管，多個(gè)氧化劑輸出管的一端與集液混合器的氧化劑入口連接，多個(gè)氧化劑輸出管的另一端串接氧化劑液壓栗與相對(duì)應(yīng)的氧化劑儲(chǔ)罐出口連通。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述后體內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)燃燒劑輸出管，并且按序周向分布;所述燃燒劑輸出管的一端連接集液混合器的燃燒劑入口，所述燃燒劑輸出管的另一端串接燃燒劑液壓栗與相對(duì)應(yīng)的燃燒劑儲(chǔ)罐的出口連通。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液固耦合式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述氧化劑儲(chǔ)罐的一側(cè)外壁上設(shè)置有與電磁輔助閥連接的輔助管，所述輔助管的另一端與第一燃燒室連通。
【文檔編號(hào)】F02K9/72GK106050475SQ201610629210
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月3日
【發(fā)明人】楊斯涵
【申請(qǐng)人】楊斯涵