本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能側(cè)置噴管固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)采用軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，包括燃燒室殼體為空心圓柱體的裝藥燃燒室、點(diǎn)火裝置和噴管，噴管固定密封安裝于燃燒室殼體后開口處，不能滿足固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在小的使用結(jié)構(gòu)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大推力、大總沖的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題提供一種高性能側(cè)置噴管固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃燒室殼體為空心圓柱體的裝藥燃燒室、點(diǎn)火裝置和噴管，其特征在于，所述噴管固定密封安裝于燃燒室殼體柱段外側(cè)的開口處，所述噴管的軸線與燃燒室殼體的圓柱體軸線間的夾角為10°～90°。

具體地，所述燃燒室殼體柱段外側(cè)的開口處設(shè)置有固定密封安裝噴管的外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)，所述噴管包括設(shè)置有噴管殼體擴(kuò)張段的異形噴管殼體、異形喉襯和密封堵蓋，所述異形噴管殼體設(shè)置有與外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)相配的噴管安裝結(jié)構(gòu)，所述異形喉襯外表面與異形噴管殼體內(nèi)表面密封對(duì)接，所述異形喉襯包括喉襯擴(kuò)張段和喉襯收斂段，所述喉襯擴(kuò)張段為軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與噴管殼體擴(kuò)張段共同形成發(fā)動(dòng)機(jī)噴管擴(kuò)張段，所述喉襯收斂段相對(duì)于噴管軸線為非軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，包括潛入到裝藥燃燒室內(nèi)部的第一喉襯收斂段和與外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)相結(jié)合部位的第二喉襯收斂段，所述第二喉襯收斂段內(nèi)型面的第二母線長(zhǎng)出第一喉襯收斂段內(nèi)型面的第一母線的最長(zhǎng)部分為l線，所述l線的取值要大到使得第二喉襯收斂段覆蓋住外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面成為隔熱抗燒蝕層。

進(jìn)一步地，所述第一喉襯收斂段為相對(duì)于噴管軸線軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體，所述第二喉襯收斂段沿軸向與第一喉襯收斂段銜接為一個(gè)整體，所述第二喉襯收斂段為變高度的回轉(zhuǎn)體，所述變高度由0到l線的垂直高度連續(xù)變化，所述第二喉襯收斂段的0高度面即是與第一喉襯收斂段銜接面，所述0高度面為部分圓環(huán)面。

具體地，所述第一喉襯收斂段的內(nèi)型面為二次曲面，所述第一母線為相應(yīng)的二次曲線，所述第二母線為連續(xù)的漸變線，長(zhǎng)度值由0變化到l線的長(zhǎng)度l，所述第二母線為第一母線的延長(zhǎng)線，取值為喉徑的8～15％。

具體地，所述外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)為安裝法蘭。

本發(fā)明通過噴管側(cè)置解決了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在小的的使用結(jié)構(gòu)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大推力、大總沖的需求，通過設(shè)計(jì)異形噴管殼體解決了噴管側(cè)置的密封安裝問題，通過設(shè)計(jì)異形噴管喉襯解決了噴管側(cè)置帶來的裝藥燃燒室內(nèi)燃?xì)庑纬少N壁流動(dòng)，對(duì)噴管密封安裝結(jié)構(gòu)處的燒蝕、沖刷帶來了根本性的改善，使得噴管密封安裝結(jié)構(gòu)處的防熱、受力、連接密封設(shè)計(jì)可靠性提高，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)構(gòu)完整性，內(nèi)彈道到性能的一致性。經(jīng)多次地面試驗(yàn)證明，發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠，性能優(yōu)越。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為異形噴管軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為異形喉襯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的b向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-裝藥燃燒室；11-燃燒室殼體；111-外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)；2-點(diǎn)火裝置；3-噴管；31-異形噴管殼體；311-噴管安裝結(jié)構(gòu)；312-噴管殼體擴(kuò)張段；32-異形喉襯；321-喉襯擴(kuò)張段；322-喉襯收斂段；3221-第一喉襯收斂段；3222-第二喉襯收斂段；3a-第一母線；3b-第二母線；3ab-l線；33-密封堵蓋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1所示，本發(fā)明的一種高性能側(cè)置噴管固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃燒室殼體為空心圓柱體的裝藥燃燒室、點(diǎn)火裝置和噴管，噴管固定密封安裝于燃燒室殼體外側(cè)的開口處，噴管的軸線與燃燒室殼體的圓柱體軸線間的夾角可為10°～90°，本實(shí)施例中為48°。燃燒室殼體外側(cè)的開口處設(shè)置有固定密封安裝噴管的外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中為安裝法蘭，噴管包括設(shè)置有噴管殼體擴(kuò)張段的異形噴管殼體、異形喉襯和密封堵蓋，異形噴管殼體設(shè)置有與外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)相配的噴管安裝結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中為安裝法蘭。異形喉襯外表面與異形噴管殼體內(nèi)表面密封對(duì)接，本實(shí)施例中為臺(tái)階密封。異形喉襯包括喉襯擴(kuò)張段和喉襯收斂段，喉襯擴(kuò)張段為軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與噴管殼體擴(kuò)張段共同形成發(fā)動(dòng)機(jī)噴管擴(kuò)張段，喉襯收斂段相對(duì)于噴管軸線為非軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，包括潛入到裝藥燃燒室內(nèi)部的第一喉襯收斂段和與外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)相結(jié)合部位的第二喉襯收斂段，第一喉襯收斂段為相對(duì)于噴管軸線軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體，第二喉襯收斂段沿軸向與第一喉襯收斂段銜接為一個(gè)整體，可整體加工而成也可兩部分粘接而成，本實(shí)施例中第一喉襯收斂段和第二喉襯收斂段為整體加工而成，第二喉襯收斂段為變高度的面對(duì)稱體，變高度由0mm到l線的垂直高度連續(xù)變化，第二喉襯收斂段過噴管軸線的各截面得到的第二母線(圖5中的3b)長(zhǎng)度由0mm到lmm漸變，第二喉襯收斂段的0mm高度面即是與第一喉襯收斂段銜接面，0mm高度面為部分圓環(huán)面，可以為半圓環(huán)面或1/3圓環(huán)面，本實(shí)施例中為半圓環(huán)面。第二喉襯收斂段內(nèi)型面的第二母線長(zhǎng)出第一喉襯收斂段內(nèi)型面的第一母線的最長(zhǎng)部分為l線，l線的取值要大到使得第二喉襯收斂段覆蓋住外側(cè)殼體安裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面成為隔熱抗燒蝕層，避免燃?xì)庑纬傻馁N壁流動(dòng)對(duì)噴管殼體和安裝法蘭處的燒蝕，形成保護(hù)。第一喉襯收斂段的內(nèi)型面為二次曲面，實(shí)施例中為大圓弧面，第一母線為相應(yīng)的大圓弧線，第二母線為連續(xù)的第一母線大圓弧線的逐漸延長(zhǎng)線，長(zhǎng)度值由0變化到l線(增加的一段大圓弧線)的長(zhǎng)度l，取值為喉徑的8～20％，實(shí)施例中為7mm。

以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高性能側(cè)置噴管固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃燒室殼體為空心圓柱體的裝藥燃燒室、點(diǎn)火裝置和噴管，其特征在于，所述噴管固定密封安裝于燃燒室殼體外側(cè)的開口處，所述噴管的軸線與燃燒室殼體的圓柱體軸線間的夾角為10°～90°。通過噴管側(cè)置解決了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在小的使用結(jié)構(gòu)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大推力、大總沖的需求，通過設(shè)計(jì)異形噴管殼體解決了噴管側(cè)置的密封安裝問題，通過設(shè)計(jì)異形噴管喉襯解決了噴管側(cè)置帶來的裝藥燃燒室內(nèi)燃?xì)庑纬少N壁流動(dòng)，對(duì)噴管密封安裝結(jié)構(gòu)處的燒蝕、沖刷帶來了根本性的改善，使得噴管密封安裝結(jié)構(gòu)處的防熱、受力、連接密封設(shè)計(jì)可靠性提高，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)構(gòu)完整性，內(nèi)彈道到性能的一致性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙啟揚(yáng);張棚;王善金;吳曉英;于泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.23
技術(shù)公布日：2017.08.22