[发明专利]固体火箭发动机组合式喷管

说明书

技术领域

本发明属于固体火箭发动机领域，特别是一种固体火箭发动机组合式喷管。

背景技术

现有的固体火箭发动机的结构一般为中间底、前、后挡药板、燃烧室和喷管等部件组成，由于固体火箭发动机具有结构简单，维护容易、可靠性高等特点，广泛的应用于军、民产品中。喷管是固体火箭发动机结构中的重要部件之一，作为固体火箭发动机的能量转换装置，它使高温燃气的热能转换为燃气的动能，从而产生推力。由于火箭发动机的喷管在使用过程中承受着高温、高速燃气流的冲刷，喷管的喉径部分容易变形烧蚀。而发动机一般分为一次性使用和反复使用的发动机，前者主要用于一些战术、战略武器，将战斗部投放到预定的区域，后者主要用于静止发动机试验和一些助推火箭。对于重复使用的发动机为了保证工作状态的一致性，一般采用的一次性喷管，经过多次静止试验后，由于喷管喉部的烧蚀，通常需要更换整体组件而不经济。同时，喷管又是燃气流量的控制装置，能使燃烧室内建立一定的工作压力，在进行发动机实验时，当某些不确定因素导致燃烧室压力异常，造成发动机壳体炸裂，往往需要泄压装置，避免发生爆炸的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能根据喷管的设计要求和烧蚀情况对喷管喉部所在部分进行更换，保证发动机喷管的通用性及重复使用性，且能够通过安全销和剪切套筒的配合使用保证发动机的安全性与稳定性的固体火箭发动机组合式喷管。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种固体火箭发动机组合式喷管，包括喷管底座、拉瓦尔管、环形压盖、安全销和剪切套筒，拉瓦尔管置于喷管底座腔体内，且被喷管底座的内端面和环形压盖在两端限位，环形压盖通过穿过喷管底座且伸入环形压盖的安全销定位，安全销与喷管底座和环形压盖之间设置有剪切套筒。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明喷管本体采用组合设计，针对不同设计要求和喷管烧蚀情况，仅改变拉瓦尔管的结构参数和更换拉瓦尔管，喷管底座仍可继续使用，使得喷管具有一定通用性和重复使用性，有效的节约成本。

(2)本发明将安全销与内、外剪切套筒配合使用，可根据设计需求调节安全销直径及内、外剪切套筒内径，方便调节安全销的剪切强度，既保证了发动机安全性，也保证了喷管的通用性。

(3)本发明零件少，结构简单，便于加工装配。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明固体火箭发动机组合式喷管的结构示意图。

具体实施方式

结合图1：

本发明一种固体火箭发动机组合式喷管，包括：喷管底座1、拉瓦尔管6、环形压盖5、安全销2和剪切套筒，拉瓦尔管6置于喷管底座1腔体内，且被喷管底座1的内端面和环形压盖5在两端限位，环形压盖5通过穿过喷管底座1且伸入环形压盖5的安全销2定位，安全销2与喷管底座1和环形压盖5之间设置有剪切套筒。

拉瓦尔管6一端置于喷管底座1内，其收缩段的端面被喷管底座1内端面限位，拉瓦尔管6的外周有环形凸台，环形凸台的端面被环形压盖5的端面限位。

环形压盖5的外周有环形凸台，环形凸台的端面被喷管底座1的端面限位。

剪切套筒包括安全销2与环形压盖5之间的内剪切套筒4和安全销2与喷管底座1之间的外剪切套筒3，其中，内剪切套筒4和外剪切套筒3的接触曲面与喷管底座1和环形压盖5的装配曲面相配合。

工作原理：在保证喷管底座1尺寸不变的前提下，通过改变拉瓦尔管6的结构参数，能够适应不同的扩张比、收敛半角等设计要求，以及根据试验烧蚀情况，优化拉瓦尔管6的结构参数，使喷管具有通用性和重复使用性；根据设计需求调节安全销2直径及内剪切套筒4和外剪切套筒3的内径，调节安全销2的剪切强度，在发动机时，由于某些不确定因素导致燃烧室压力异常，在高压燃气作用下安全销2被剪切断，将拉瓦尔管6从喷管底座1中推出，使燃气通道面积变大，从而达到安全泄压的作用，既保证发动机的安全性，也保证了喷管的通用性。