[实用新型]一种火箭发动机喷管扩张段

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷管扩张段，具体涉及一种火箭发动机喷管扩张段。

背景技术

火箭发动机喷管主要由喉衬、扩张段、绝热层以及喷管壳体等几部分组成。其中扩张段主要起使燃气加速并产生推力的作用，是喷管中主要的烧蚀防热构件，一般使用耐烧蚀和隔热材料加工，其在整个喷管重量中所占比重很大，因此扩张段选择高强度材料及轻质化设计对于减轻喷管重量，提高喷管性能十分重要。

传统喷管扩张段常用的耐烧蚀和隔热材料主要有碳布/酚醛缠绕材料、高硅氧布/酚醛缠绕材料、碳布/酚醛-高硅氧布/酚醛复合缠绕材料、碳纤维增强酚醛树脂模压材料、高硅氧纤维增强酚醛树脂模压材料、高硅氧纤维-碳纤维增强酚醛树脂复合模压材料等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于喷管设计的轻质化与结构简化，同时提高喷管性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种内侧采用碳/碳复合材料的火箭发动机喷管扩张段。

具体技术方案如下：

一种火箭发动机喷管扩张段，包括两部分，内侧为碳/碳复合材料扩张段，外侧缠绕高硅氧布/酚醛材料层。

优选地，所述碳/碳复合材料扩张段小端外型面机加出凹槽和凸台用以缠绕高硅氧布/酚醛材料。

一种火箭发动机喷管扩张段，包括两部分，内侧为碳/碳复合材料扩张段，外侧缠绕碳布/酚醛材料层。

优选地，所述碳/碳复合材料扩张段小端外型面机加出凹槽和凸台用以缠绕碳布/酚醛材料。

一种火箭发动机喷管扩张段，包括两部分，内侧为碳/碳复合材料扩张段，外侧缠绕碳布/酚醛-高硅氧布/酚醛复合材料层。

优选地，所述碳/碳复合材料扩张段小端外型面机加出凹槽和凸台用以缠绕高硅氧布/酚醛-碳布/酚醛复合材料。

碳/碳复合材料是一种强度相对较高、密度相对较低的复合材料。碳/碳复合材料与常用的烧蚀绝热材料(如碳布/酚醛-高硅氧布/酚醛复合缠绕材料)以及纤维增强酚醛树脂复合模压材料相比，可制成轻质、结构简单的火箭发动机喷管扩张段。碳/碳复合材料喷管扩张段与传统喷管扩张段相比，具有烧蚀率低、重量轻、强度高等优点，对于减轻喷管重量、简化喷管结构设计、提高喷管性能具有十分重要的应用意义。

附图说明

图1显示出了本发明提出的一种火箭发动机喷管扩张段结构示意图。

图中所示标记如下：1、碳/碳复合材料扩张段；2、高硅氧布/酚醛材料层。

具体实施方式

下面通过具体实例对本实用新型进行进一步描述。

参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构思。

本发明提出的一种火箭发动机喷管扩张段，应用于固体火箭发动机，其扩张段材料为碳/碳复合材料与高硅氧布/酚醛缠绕材料或碳布/酚醛缠绕材料或碳布/酚醛-高硅氧布/酚醛复合缠绕材料复合，并经加压固化成型。

实施例1

使用碳/碳复合材料和高硅氧布/酚醛材料制备固体火箭发动机的喷管扩张段的具体步骤如下：

碳/碳复合材料扩张段1毛坯采用交替的“无纬布周向缠绕-无纬布母线方向铺层-炭毡铺层”成型工艺，通过气相沉积的工艺方法增加材料密度。

对碳/碳复合材料扩张段毛坯采用接触法超声波探伤和X光探伤检查，排除内部缺陷及影响产品使用的其它缺陷；

根据固体火箭发动机喷管扩张段结构形状，主要采用车削的工艺方法，对碳/碳复合材料扩张段毛坯内外型面进行机加，特别是小端外型面要机加出几处凹槽和凸台，因材料本身的特性和为保证产品的尺寸精度，每次车削的进给量相对较小；

对机加完成后的碳/碳复合材料扩张段进行热处理，释放机加时产生的应力，并对其内型面进行致密化处理；

根据固体火箭发动机喷管扩张段结构形状，在碳/碳复合材料扩张段外型面缠绕高硅氧布/酚醛材料层2，并经加压固化成型；正是在前面所述的碳/碳复合材料扩张段小端外型面的凹槽和凸台外缠绕了高硅氧布/酚醛材料，才保证了碳/碳复合材料扩张段在发动机工作过程中的位置保持和结构完整性；

根据固体火箭发动机喷管扩张段结构形状，对碳/碳复合材料与高硅氧布/酚醛材料缠绕的复合制品外型面进行机加，最终成型设计状态的张段结构形状；

采用接触法超声波探伤，对碳/碳复合材料扩张段与高硅氧布/酚醛材料缠绕制品的结合界面情况进行检查，不允许有脱粘的现象。