[发明专利]一种涡扇发动机烟火起动器异形装药

说明书

本发明提供了一种涡扇发动机烟火起动器异形装药，包括主装药柱和包覆层，所述的主装药柱外形与烟火起动器的壳体内表面形状一致，沿壳体轴线开有中心通孔；所述的包覆层为耐燃材料，对主装药柱外侧和底面进行部分包覆，确保主装药柱等面燃烧。本发明通过内部装药和壳体结构匹配设计，在保证整体气动外形的情况下最大限度的利用了装药空间；通过包覆层结构设计实现了等面燃烧，保证了燃气输出压强的恒定。

技术领域

本发明属于火工品技术领域，涉及一种异形装药结构设计，特别涉及能够实现恒定工作压强、最大限度利用装药空间的烟火起动器异形装药结构设计。

背景技术

烟火起动器安装于涡扇发动机的尾椎上，用于起动发动机。其作用原理是烟火起动器工作，推进剂药剂燃烧产生大量燃气，燃气从喷管喷出作为动力源吹转燃油发动机转子转动实现发动机的快速起动。为了保证发动机能够平稳起动，作为燃气输出的动力源，通常要求烟火起动器燃气压强输出恒定。为了实现这一目标，设计师在进行装药结构设计时通常将装药设计为简单的端面包覆的管状装药结构。然而，由于烟火起动器安装在发动机尾椎上所处的特殊工况，为了保证发动机燃气流出的良好气动外形，需要将烟火起动器壳体外形结构为锥形。在这种壳体结构外形下，如果仍按传统设计思维，将装药设计为端面包覆的管状装药，势必造成壳体空间的巨大浪费。如图 1所示中的烟火起动器装药空间4，如果采用上下端面包覆的管状装药(如图2所示)，大量装药空间没有得到有效利用，装药量少，同时不利于药柱的稳定固定。

而要避免装药空间浪费，装药形状就要和壳体锥形结构保持一致也设计为锥形，这样就可以最大限度的利用装药空间。将装药设计为锥形这一特殊形状，对输出压强保持恒定要求又提出了高的挑战。这就需设计一种特殊的新型装药结构，既能实现装药空间利用率最大化又能实现燃气输出压强的恒定。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种异形装药结构，既能最大限度的利用壳体装药空间又能满足输出压强恒定要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种涡扇发动机烟火起动器异形装药结构设计，包括主装药柱和包覆层。

所述的主装药柱外形与烟火起动器的壳体内表面形状一致，沿壳体轴线开有中心通孔；所述的包覆层为耐燃材料，对主装药柱外侧和底面进行部分包覆，确保主装药柱等面燃烧。

所述的主装药柱上段为圆锥台，下段为圆柱，圆柱底面为两层台阶柱；圆锥台的底面与圆柱的顶面形状一致，圆锥台的顶面开有凹槽，凹槽形状呈圆锥台状，凹槽底部和主装药柱底部之间开有贯通的圆孔。

所述的主装药柱上段圆锥台的底面直径为123mm，锥度为48°，高度为35mm；下段圆柱的高度为56mm，圆柱底面凸出两层台阶柱，第一层高度为9mm，直径为 112.8mm，第二层高度为2mm，直径为108.8mm；圆锥台的顶面凹槽底面直径为75mm，顶面直径为62mm，高度为9mm；凹槽底部和主装药柱底部之间的圆孔直径为18mm；包覆层包覆了圆柱侧壁高度为41mm的部分以及圆柱底部的第一层凸起。

本发明的有益效果是：通过内部装药和壳体结构匹配设计，在保证整体气动外形的情况下最大限度的利用了装药空间；通过包覆层结构设计实现了等面燃烧，保证了燃气输出压强的恒定。

附图说明

图1是现有烟火起动器的结构示意图；

图2是现有烟火起动器的管状装药示意图；

图3是本发明烟火起动器的结构示意图；

图4是本发明异形药柱的结构示意图；

图5是本发明药柱包覆层的结构示意图；

图6是本发明主装药柱燃面示意图；

图7是本发明燃气压强与时间曲线图；