一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火箭沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]火箭基組合循環(huán)(簡稱RBCC)推進(jìn)系統(tǒng)整合了火箭發(fā)動機(jī)和沖壓發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢，具有四種模態(tài)，能實(shí)現(xiàn)O?SMa的寬范圍飛行，并可在加速和巡航階段靈活的調(diào)整任務(wù)需求推力，具有良好的應(yīng)用前景?；鸺M合循環(huán)發(fā)動機(jī)的四種模態(tài)共用同一流道，然而各模態(tài)對于流道的要求不盡相同，因此，在同一流道中實(shí)現(xiàn)各模態(tài)較優(yōu)的性能以及不同模態(tài)間的轉(zhuǎn)換問題就顯得非常關(guān)鍵。燃燒室作為發(fā)動機(jī)的核心部件之一，其性能決定了整臺發(fā)動機(jī)的性能。為了獲得燃燒室的高效燃燒和高性能，主要通過燃燒組織技術(shù)和變幾何結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的；目前采用的方案主要為三種:固定結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)加上熱力喉道調(diào)節(jié)技術(shù)、完全變幾何發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)部分變幾何結(jié)合熱力喉道調(diào)節(jié)技術(shù)。
[0003]變幾何火箭基組合循環(huán)發(fā)動機(jī)是指改變發(fā)動機(jī)流道結(jié)構(gòu)形狀，通過改變結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)進(jìn)氣道的溢流量，改變?nèi)紵医Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)亞聲速和超聲速狀態(tài)下的高效率燃燒以及改變噴管的擴(kuò)張比來適應(yīng)環(huán)境背壓，從而使得發(fā)動機(jī)在寬馬赫數(shù)范圍內(nèi)均具有高性能。鑒于變幾何發(fā)動機(jī)帶來的性能優(yōu)勢，國內(nèi)外相關(guān)的科研人員對變幾何發(fā)動機(jī)的研究進(jìn)行了大量的工作，法國初步掌握了變幾何發(fā)動機(jī)設(shè)計和研發(fā)的相關(guān)技術(shù)。其中，法國和俄羅斯合作開發(fā)了完全可變幾何的寬范圍沖壓發(fā)動機(jī)(WRR)，WRR發(fā)動機(jī)能實(shí)現(xiàn)1.5?12Ma的工作。在現(xiàn)有公開的技術(shù)文獻(xiàn)“French-Russian Cooperat1n on High-Speed AirbreathingPropuls1n”(Marc B0UCHEZ, Vadim LEVINE.AIAA 2003-2907)中，該發(fā)動機(jī)燃燒室的可調(diào)部分由四塊型面板通過圓柱鉸鏈連接而成，最前端鉸鏈為活動鉸鏈，末端鉸鏈為固定鉸鏈，整個燃燒室構(gòu)型的變化和保持由三個作動筒完成，該發(fā)動機(jī)燃燒室由于最前端鉸鏈可滑動，增加了動密封的困難，采用可伸縮的火焰穩(wěn)定器，但其帶來了結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)，采用變幾何燃燒室分級調(diào)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同來流馬赫數(shù)下燃燒室構(gòu)型的轉(zhuǎn)變，并解決了作動過程中由于變結(jié)構(gòu)帶來的動密封問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括發(fā)動機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、發(fā)動機(jī)作動機(jī)構(gòu)，發(fā)動機(jī)固定在實(shí)驗(yàn)臺上，兩個作動機(jī)構(gòu)等間距垂直安裝在實(shí)驗(yàn)臺上，發(fā)動機(jī)位于兩個作動機(jī)構(gòu)的支架內(nèi)，所述發(fā)動機(jī)包括固定段燃燒室、可變段燃燒室、第一上腔板、第二上腔板、第三上腔板、銷軸、被壓腔蓋板、燃燒室側(cè)板、燃燒室內(nèi)腔底板、連接耳、第一圓柱鉸鏈、第二圓柱鉸鏈、第三圓柱鉸鏈、U型滑軌、凸耳、滑槽，固定段燃燒室位于可變段燃燒室前端部，且與可變段燃燒室通過連接發(fā)蘭固連，連接法蘭端面有密封槽，固定段燃燒室內(nèi)腔底板與可變段燃燒室內(nèi)腔底板為一體結(jié)構(gòu)，燃燒室內(nèi)腔底板兩側(cè)邊開有密封槽，燃燒室內(nèi)腔底板兩側(cè)有多個連接耳與臺面支架固連，被壓腔蓋板位于可變段燃燒室的上面，被壓腔蓋板兩側(cè)開有密封槽，燃燒室側(cè)板與燃燒室內(nèi)腔底板和被壓腔蓋板固連，第一上腔板一端與固定段燃燒室通過第一圓柱鉸鏈連接，第一上腔板另一端與第二上腔板通過第二圓柱鉸鏈連接，第二上腔板另一端與第三上腔板一端通過第三圓柱鉸鏈連接，第三上腔板的另一端與燃燒室側(cè)板通過銷軸連接，第一上腔板上表面和第三上腔板上表面各有兩個凸耳，凸耳上有滑槽，兩個凸耳的滑槽半徑相同且同軸，第二上腔板前半部為帶有160?170度轉(zhuǎn)角的型面板，與后半部通過U型滑軌嵌套連接；
[0006]所述發(fā)動機(jī)作動機(jī)構(gòu)包括第一作動機(jī)構(gòu)、第二作動機(jī)構(gòu)，第一作動機(jī)構(gòu)包括第一作動機(jī)構(gòu)支架、第一連桿、第一液壓缸、第一鉸鏈、第一直線軸承，第一液壓缸固定在第一作動機(jī)構(gòu)支架上，第一連桿一端與第一液壓缸活塞桿通過第一鉸鏈連接，第一連桿另一端穿過被壓腔蓋板上的第一直線軸承與第一上腔板的凸耳滑槽配合連接；第二作動機(jī)構(gòu)包括第二作動機(jī)構(gòu)支架、第二連桿、第二液壓缸、第二鉸鏈、第二直線軸承，第二液壓缸固定在第二作動機(jī)構(gòu)支架上，第二連桿一端與第二液壓缸活塞桿通過第二鉸鏈連接，第二連桿另一端穿過被壓腔蓋板上的第二直線軸承與第三上腔板的凸耳滑槽配合連接。
[0007]第一上腔板、第二上腔板和第三上腔板周向分別開有密封槽，密封槽內(nèi)填充柔性材料實(shí)現(xiàn)密封。
[0008]被壓腔蓋板上的第一直線軸承和第二直線軸承下面周向開有密封槽，密封槽內(nèi)填充O型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。
[0009]有益效果
[0010]本發(fā)明提出的一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)，由發(fā)動機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、發(fā)動機(jī)作動機(jī)構(gòu)組成；發(fā)動機(jī)固定在實(shí)驗(yàn)臺上，兩個作動機(jī)構(gòu)等間距垂直固定在實(shí)驗(yàn)臺上，發(fā)動機(jī)位于兩個作動機(jī)構(gòu)支架內(nèi)。固定段燃燒室位于可變段燃燒室前端部，且與可變段燃燒室通過連接發(fā)蘭固連，固定段燃燒室內(nèi)腔底板與可變段燃燒室內(nèi)腔底板為一體結(jié)構(gòu)，被壓腔蓋板位于可變段燃燒室的上面。兩個作動機(jī)構(gòu)通過液壓缸活塞及連桿分別帶動上腔板在豎直方向上下運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)燃燒室構(gòu)型變化。變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)，采用變幾何燃燒室分級調(diào)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，完成對燃燒室在不同馬赫數(shù)范圍內(nèi)的四級調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不同來流馬赫數(shù)下燃燒室構(gòu)型的調(diào)節(jié)和保持，并解決了作動過程中由于變結(jié)構(gòu)帶來的動密封問題。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)起著點(diǎn)火與火焰穩(wěn)定的作用，而且火焰穩(wěn)定裝置安裝在固定段燃燒室內(nèi)，簡化了變幾何機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大范圍的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)適用于不同馬赫數(shù)下發(fā)動機(jī)的研究和燃燒室結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)過程中燃燒動態(tài)響應(yīng)特性研究。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]圖1為變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)示意圖。
[0014]圖2為變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)軸側(cè)圖。
[0015]圖3為變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)的密封部位示意圖。
[0016]圖4為地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)腔底板軸側(cè)圖。
[0017]圖5為圖3中A的局部放大圖。
[0018]圖6為圖3中B的局部放大圖。
[0019]圖中:
[0020]1.發(fā)動機(jī)2.實(shí)驗(yàn)臺3.發(fā)動機(jī)作動機(jī)構(gòu)4.固定段燃燒室5.第一上腔板6.第二上腔板7.第三上腔板8.銷軸9.被壓腔蓋板10.燃燒室側(cè)板11.實(shí)驗(yàn)臺架12.第一臺面支架13.第二臺面支架14.第一作動機(jī)構(gòu)支架15.第三臺面支架16.第二作動機(jī)構(gòu)支架17.第一作動機(jī)構(gòu)18.第二作動機(jī)構(gòu)19.第一連桿20.第一液壓缸21.第二連桿22.第二液壓缸23.第一圓柱鉸鏈24.第二圓柱鉸鏈25.第三圓柱鉸鏈26.U型滑軌27.第一鉸鏈28.第一直線軸承29.凸耳30.第二鉸鏈31.第二直線軸承32.滑槽33.內(nèi)腔底板側(cè)密封槽34.發(fā)蘭端密封槽35.第二側(cè)面密封槽36.第三側(cè)面密封槽37.第四側(cè)面密封槽38.第五側(cè)面密封槽39.第一曲路密封槽40.第二曲路密封槽41.第三曲路密封槽42.第一橫向密封槽43.第二橫向密封槽44.第三橫向密封槽45.第四橫向密封槽46.第五橫向密封槽47.第六側(cè)面密封槽48.第七側(cè)面密封槽49.第八側(cè)面密封槽50.連接耳51.燃燒室內(nèi)腔底板52.可變段燃燒室
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)施例是一種變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)。
[0022]參閱圖1?圖6，變幾何火箭基組合循環(huán)地面實(shí)驗(yàn)發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)1、實(shí)驗(yàn)臺2、發(fā)動機(jī)作動機(jī)構(gòu)3組成，發(fā)動機(jī)I固定在實(shí)驗(yàn)臺2上，兩個作動機(jī)構(gòu)等間距、垂直固定安裝在實(shí)驗(yàn)臺2上，發(fā)動機(jī)I位于兩個作動機(jī)構(gòu)支架內(nèi)，實(shí)驗(yàn)臺架11安裝在實(shí)驗(yàn)臺2下面。發(fā)動機(jī)由固定段燃燒室4、可變段燃燒室52、第一上腔板5、第二上腔板6、第三上腔板7、銷軸8、被壓腔蓋板9、燃燒室側(cè)板10、燃燒室內(nèi)腔底板51、連接耳50、第一圓柱鉸鏈23、第二圓柱鉸鏈24、第三圓柱鉸鏈25、U型滑軌26、凸耳29、滑槽32組成；固定段燃燒室4安裝在