[发明专利]一种轻质快响应凝胶双组元发动机

说明书

本发明公开了一种轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室以及与所述推力室连接的电动气阀，所述推力室的前端设有喷注盘，所述喷注盘的前端设有法兰盘，所述电动气阀设于所述法兰盘的前端，所述电动气阀上设有燃料入口、氧化剂入口和气体入口，所述法兰盘上设有分别与所述燃料入口和氧化剂入口对应的燃料通道和氧化剂通道，所述喷注盘上以环形阵列的方式设有多个与所述燃料通道和氧化剂通道连通的喷注孔；取消了传统的推进剂导管输送模式，采用一体化头部结构，实现了喷注孔同步快速喷射，实现了快速响应，增强了在起动过程燃料和推进剂撞击雾化和混合的效果，使得燃料和推进剂的燃烧更为充分，提高燃烧效率，确保性能。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机技术领域，特别涉及一种轻质快响应凝胶双组元发动机。

背景技术

凝胶是一定浓度的高分子溶液或溶胶。溶液或溶胶中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体或气体，这样一种特殊的分散体系称作凝胶。随着添加剂浓度的增加，一般凝胶的粘度逐渐增大，最后失去流动性，整个体系变成一种外观均匀并保持一定形态的弹性半固体。

凝胶状物质具有液体和固体两种特性，在不加外力时始终保持一定状态，而对其施加外力时形状可自由变化。所以，凝胶化燃料在一些应用里优势明显。以航空航天为例，凝胶推进剂是具有良好发展前景的新型火箭推进剂，受到世界各国的广泛关注。凝胶推进剂，兼备了固体推进剂和液体推进剂的优点，既能实现推力调节和多次关机、启动，又克服了液体推进剂危险性大、发动机结构复杂等缺点，不易泄露，可长期贮存，对冲击等不敏感，安全高效，是实现发动机灵活能量控制的有效途径。凝胶推进剂是用少量胶凝剂将一定量的液体组分凝胶化，同时添加一定量固体燃料悬浮于体系中，形成具有一定结构和特定性能，并能长期保持稳定的凝胶体系，它同时兼有固体推进剂和液体推进剂的优点，是一种航空航天推进系统的新型推进剂，可用于反导弹武器和航天性行器，也可用于石油开采等。凝胶推进剂的雾化主要应用于液体火箭发动机中，其雾化效果直接影响燃料最终的掺混及燃烧效率。

由于凝胶推进剂融合了固体推进剂和液体推进剂的优点，具有高安全性、高性能、长期贮存、使用维护方便等一系列潜在优势，国内外研究机构均进行了深入的研究，但是，由于凝胶推进剂具有复杂的流动、流变及雾化特性，导致已有的凝胶双组元发动机存在燃烧效率低、推重比小、起动及关机响应时间长等显著缺点，不能满足型号工程应用技术要求。

发明内容

本发明目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室以及与所述推力室连接的电动气阀，所述推力室的前端设有喷注盘，所述喷注盘的前端设有法兰盘，所述电动气阀设于所述法兰盘的前端，所述电动气阀上设有燃料入口、氧化剂入口和气体入口，所述法兰盘上设有分别与所述燃料入口和氧化剂入口对应的燃料通道和氧化剂通道，所述喷注盘上以环形阵列的方式设有多个与所述燃料通道和氧化剂通道连通的喷注孔。

进一步的，所述喷注盘上位于所述喷注孔的外周以环形阵列的方式设有多个冷却孔。

进一步的，所述喷注孔的圈数为四圈，所述冷却孔的圈数为一圈。

进一步的，所述燃料通道倾斜设置。

进一步的，所述法兰盘上位于所述燃料通道的前端设有燃料进口，所述燃料进口与所述燃料入口相对应。

进一步的，所述氧化剂通道包括左右对称设置的第一氧化剂通道和第二氧化剂通道，且所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道均为倾斜设置。

进一步的，所述法兰盘上位于所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道的前端设有氧化剂进口，所述氧化剂进口与所述氧化剂入口相对应。

进一步的，所述法兰盘的上下两端均设有定位孔，所述电动气阀上设有与所述定位孔对应的定位销。

进一步的，所述法兰盘的四角均设有安装孔，所述电动气阀上设有与所述安装孔对应的固定孔。