[发明专利]自增压固液混合发动机

权利要求书

1.一种自增压固液混合发动机，包括发动机前端盖(6)、燃烧室壳体(7)、燃烧室绝热层(8)、燃烧室(9)、燃料药柱(10)和后燃烧室及喷管(11)，所述发动机前端盖(6)、后燃烧室及喷管(11)分别设置于燃烧室(9)的两端，燃烧室(9)的外周面依次包覆有燃烧室绝热层(8)和燃烧室壳体7；燃料药柱(10)设置于燃烧室(9)内；其特征在于：还包括氧化剂贮箱(1)、氧化剂集液腔(13)、氧化剂输送管路(14)和金属软管(16)；

所述氧化剂集液腔(13)为设置于后燃烧室及喷管(11)外围的环形腔体，用于容纳液体氧化剂，并通过吸收喷管处的热量将氧化剂集液腔(13)内的液体氧化剂气化；

所述氧化剂贮箱(1)的出口通过流量调节阀(5)与发动机前端盖(6)的入口连接，用于向燃烧室(9)内按需通入氧化剂，进而调节发动机推力；氧化剂贮箱(1)的入口端安装有三通管道(2)，三通管道(2)的一个接头通过加注排出阀(3)与快插接头(4)连接，用于向氧化剂贮箱1内加注液体氧化剂，另一个接头依次通过金属软管(16)、氧化剂输送管路(14)与氧化剂集液腔(13)连通；

所述发动机前端盖(6)内设置有点火装置，通过点火装置对发动机进行点火，进而对燃烧室(9)内燃料药柱(10)进行燃烧。

2.根据权利要求1所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述发动机前端盖(6)一端为设置有阶梯通孔的柱状结构，端口处的外周面开有外螺纹，与流量调节阀(5)通过螺纹紧固；发动机前端盖(6)另一端为扩张结构，端口处通过螺钉与燃烧室壳体7固定，并通过密封圈实现发动机前端盖(6)和燃烧室壳体7之间的密封连接。

3.根据权利要求2所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述点火装置设置于发动机前端盖(6)的阶梯通孔内，包括铝片(17)、固体推进剂(18)、尖头弹簧(19)、内六方螺母(20)；阶梯通孔的小径端为与流量调节阀(5)连接的一端，大径端朝向扩张结构，阶梯通孔内、大径端和小径端之间设置有环状限位凸台；铝片(17)安装于小径端内，并位于环状限位凸台端面上，由流量调节阀(5)拧紧后压紧，用于隔离氧化剂与固体燃料；阶梯通孔的大径端内依次安装有固体推进剂(18)、尖头弹簧(19)、内六方螺母(20)，内六方螺母(20)通过螺纹安装于大径端的端口处，将尖头弹簧(19)压置于内六方螺母(20)和固体推进剂(18)之间；点火时，固体推进剂(18)燃烧消耗，使得尖头弹簧(19)复位产生弹力，刺破铝片(17)，氧化剂进入燃烧室(9)，与燃料药柱(10)发生燃烧反应。

4.根据权利要求3所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述尖头弹簧(19)的尖部采用偏心式设计，用于为电发火管预留位置；以固体推进剂(18)的内孔和发动机前端盖(6)的阶梯通孔为导向，尖头弹簧(19)的偏心尖头沿其偏心轴产生固定位移，对铝片(17)进行刺破。

5.根据权利要求1所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述后燃烧室及喷管(11)为发动机后燃烧室和喷管一体成型的结构，其一端与所述燃烧室(9)同轴固定密封连接，另一端设置有喷管。

6.根据权利要求1所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述氧化剂集液腔(13)是由发动机尾部焊接金属挡板(12)形成的环形腔体，用于贮存液体氧化剂。

7.根据权利要求1所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述氧化剂输送管路(14)上安装有限流孔板(15)。

8.根据权利要求7所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述限流孔板(15)与氧化剂集液腔(13)之间的氧化剂输送管路(14)分为两条支路；加注时，液体氧化剂由三通管道(2)路经金属软管(16)和氧化剂输送管路(14)进入氧化剂集液腔(13)。

9.根据权利要求1所述自增压固液混合发动机，其特征在于：所述液体氧化剂为氧化亚氮N₂O，在0℃时，饱和蒸汽压为3.3MPa；在20℃时，饱和蒸气压为5.24MPa。