CN107956597A - 一种小型长时间工作的喷管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型长时间工作的喷管,包括喉衬、收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层、绝热层及喷管壳体,喷管壳体呈倒锥形,用于支承绝热层,喷管壳体出口设有翻边结构;绝热层为整体结构,绝热层粘接在喷管壳体的内壁面;扩散段烧蚀层与绝热层配合面呈倒锥形,扩散段烧蚀层粘接在喷管出口一侧的绝热层的内侧表面;收敛段烧蚀层粘接在喷管入口一侧的绝热层的内侧表面,收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层与绝热层形成复合烧蚀绝热结构;喉衬粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。本发明工艺简单,结构可靠,烧蚀材料与绝热材料功能明确,可用于长时间工作的发动机喷管,尤其适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作的烧蚀绝热需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷管,尤其涉及一种小型长时间工作的喷管。
背景技术
固体火箭发动机结构简单,易于维护和操作;串联的零部件少,可靠性高;发射前只需作简单测试,作战反应快;工作时间短,加速性能好,能快速攻击目标。
固体火箭发动机喷管是一种消融式结构,以消耗自身材料带走热量来实现喷管结构的完整性,通常用于短时间工作的发动机。现有发动机喷管主要用于工作时间约几十秒左右的固体火箭发动机,收敛段、扩散段部位的烧蚀绝热结构为一种材料,烧蚀绝热性能不能满足上百秒长时间工作的发动机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小型长时间工作的喷管,以解决适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作烧蚀绝热需求的问题。
为解决存在的技术问题,本发明采用的技术方案为:一种小型长时间工作的喷管,包括喉衬、收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层、绝热层及喷管壳体,
所述的喷管壳体呈倒锥形,用于支承绝热层,喷管壳体出口设有翻边结构,在绝热层与喷管壳体的粘接工序中起到轴向定位作用;
所述的绝热层为整体结构,绝热层粘接在喷管壳体的内壁面,在发动机工作期间绝热层对扩散段烧蚀层起到轴向支承作用;
所述的扩散段烧蚀层与绝热层配合面呈倒锥形,扩散段烧蚀层粘接在喷管出口一侧的绝热层的内侧表面;
所述的收敛段烧蚀层粘接在喷管入口一侧的绝热层的内侧表面,收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层与绝热层形成复合烧蚀绝热结构;
所述的喉衬粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。
有益效果
本发明的小型长时间工作喷管,工艺简单,结构可靠,烧蚀材料与绝热材料功能明确,可用于长时间工作的发动机喷管,尤其适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作的烧蚀绝热需求。
附图说明
图1为小型长时间工作的喷管结构示意图;
图2为喷管壳体示意图;
图3为绝热层示意图;
图4为扩散段烧蚀层示意图;
图5为复合烧蚀绝热结构示意图;
图中,包括喉衬1、收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3、绝热层4及喷管壳体5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示,小型长时间工作喷管,包括喉衬1、收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3、绝热层4及喷管壳体5,各部分之间采用胶粘剂粘接固定。
如图2所示,喷管壳体5呈倒锥设计,在发动机工作期间用于支承绝热层4,喷管壳体5出口设有翻边结构,在绝热层4与喷管壳体5的粘接工序中起到轴向定位作用。
如图3所示,绝热层4为整体结构,工艺简单,在整个喷管结构中发挥了良好的承上启下的作用,提高了喷管结构的可靠性。
如图4所示,扩散段烧蚀层3与绝热层4配合面呈倒锥设计,在发动机工作期间绝热层4对扩散段烧蚀层3起到轴向支承作用。
如图5所示,收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3与绝热层4形成复合烧蚀绝热结构。收敛段烧蚀层2采用烧蚀率低的炭纤维模压制品、扩散段烧蚀层3采用烧蚀率低的碳碳复合材料,发动机工作期间保持喷管气动型面的完整性,提高喷管效率。绝热层4采用绝热性能优良的高硅氧纤维模压制品,发动机工作期间保持喷管壳体5的结构完整性。
喉衬1采取超低烧蚀率碳碳材料。
为了降低喷管成本,喷管壳体5采用优质碳素钢,可多次重复使用。
具体实施时,绝热层4与喷管壳体5之间的配合面用胶粘剂粘接,扩散段烧蚀层3与绝热层4之间的配合面用胶粘剂粘接,喉衬1与扩散段烧蚀层3之间的配合面用胶粘剂粘接,收敛段烧蚀层2与绝热层4之间的配合面用胶粘剂粘接,粘接完成后常温下固化48小时。
Claims (2)
1.一种小型长时间工作的喷管,包括喉衬(1)、收敛段烧蚀层(2)、扩散段烧蚀层(3)、绝热层(4)及喷管壳体(5),其特征在于:
所述的喷管壳体(5)呈倒锥形,用于支承绝热层(4),喷管壳体(5)出口设有翻边结构,在绝热层(4)与喷管壳体(5)的粘接工序中起到轴向定位作用;
所述的绝热层(4)为整体结构,绝热层(4)粘接在喷管壳体(5)的内壁面,在发动机工作期间绝热层(4)对扩散段烧蚀层(3)起到轴向支承作用;
所述的扩散段烧蚀层(3)与绝热层(4)配合面呈倒锥形,扩散段烧蚀层(3)粘接在喷管出口一侧的绝热层(4)的内侧表面;
所述的收敛段烧蚀层(2)粘接在喷管入口一侧的绝热层(4)的内侧表面,收敛段烧蚀层(2)、扩散段烧蚀层(3)与绝热层(4)形成复合烧蚀绝热结构;
所述的喉衬(1粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。
2.根据权利要求1所述的喷管,其特征在于:所述的喉衬(1)采取超低烧蚀率碳碳材料,收敛段烧蚀层(2)采用烧蚀率低的炭纤维模压制品,扩散段烧蚀层(3)采用烧蚀率低的碳碳复合材料,绝热层(4)采用高硅氧纤维模压制品,喷管壳体(5)采用碳素钢。
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