[发明专利]单室双推力固体发动机及其喷管

说明书

本申请涉及固体发动机技术领域，尤其涉及一种单室双推力固体发动机及其喷管，包括：喷管壳体、尾管绝热套、扩张段绝热套和喉衬，喉衬包括：前段喉衬、烧蚀喉衬、中段喉衬和后段喉衬，前段喉衬和后段喉衬的热导率低于中段喉衬的热导率。本申请可以保证固体发动机的两级推力比要求。

技术领域

本申请涉及固体发动机技术领域，尤其涉及一种单室双推力固体发动机及其喷管。

背景技术

单室双推力固体发动机可简述为一台固体发动机通过装填不同燃速的推进剂或者通过药型设计实现两级推力。固体发动机点火，一级装药燃烧，固体发动机产生一级推力，一级装药燃烧结束后二级装药点燃，固体发动机产生二级推力。一般而言，固体发动机工作的第一阶段的特点为推力大、时间短，往往通过使用高燃速推进剂或者增大一级药柱燃面来实现；固体发动机工作的第二阶段的特点为小推力、长航时，往往通过使用低燃速推进剂或者小燃面药柱来实现。

喷管是固体发动机的能量转换装置，主要功能为通过喷管的喉部面积控制燃气的质量流率，使固体发动机的燃烧室内的燃气压强保持在预定水平，并确保装药的正常燃烧，使推进剂燃烧产物膨胀加速，将其热能充分转换为燃气的动能，通过燃气的高速喷出获得反作用推力。对于一些特种战术武器的固体发动机而言，进行装药设计时受直径、长度等限制难以保证两级推力比要求，因此如何保证固体发动机的两级推力比要求，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种单室双推力固体发动机喷管，以保证固体发动机的两级推力比要求。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种单室双推力固体发动机喷管，包括：喷管壳体、尾管绝热套、扩张段绝热套和喉衬，喉衬包括：前段喉衬、烧蚀喉衬、中段喉衬和后段喉衬，前段喉衬和后段喉衬的热导率低于中段喉衬的热导率；其中，扩张段绝热套固定于喷管壳体内，并且扩张段绝热套具有喉衬安装孔，喉衬安装孔内具有限位台阶；喉衬固定于扩张段绝热套的喉衬安装孔内，并且后段喉衬与喉衬安装孔内的限位台阶配合，前段喉衬与喉衬安装孔内的限位台阶之前的部分配合；后段喉衬具有中段喉衬安装孔，中段喉衬安装孔内具有限位台阶；前段喉衬具有烧蚀喉衬配合孔，前段喉衬的后端面与后段喉衬的前端面配合接触，并且前段喉衬的后端面具有中段喉衬固定槽；中段喉衬固定于后段喉衬的中段喉衬安装孔中，并且与中段喉衬安装孔内的限位台阶配合，中段喉衬的前端插入至前段喉衬的后端面上的中段喉衬固定槽中；烧蚀喉衬固定于前段喉衬的烧蚀喉衬配合孔中，并且其后端与中段喉衬的前锥面配合；尾管绝热套固定于喷管壳体内，并且尾管绝热套的后端面靠近内侧的部分与前段喉衬的烧蚀喉衬配合孔的前部分的锥面配合，其靠近外侧的部分与扩张段绝热套的前端配合。

如上所述的单室双推力固体发动机喷管，其中，优选的是，烧蚀喉衬的材质为非金属烧蚀材料或者超低燃速高强推进剂，烧蚀喉衬作为发动机一级喉衬。

如上所述的单室双推力固体发动机喷管，其中，优选的是，中段喉衬的材质为钨渗铜材料或者TZM钼合金材料，中段喉衬作为发动机二级喉衬，后段喉衬的材质为C/C复合材料，前段喉衬的材质为C/C复合材料，用于固定和约束中段喉衬。

如上所述的单室双推力固体发动机喷管，其中，优选的是，扩张段绝热套的喉衬安装孔内的限位台阶为锥形限位台阶，且喉衬安装孔内的锥形限位台阶的大端朝向前方；后段喉衬的后段的外径由前至后逐渐减小，以与喉衬安装孔内的锥形限位台阶配合；喉衬安装孔内限位台阶之前的部分的直径不变；后段喉衬的前段的外径不变，以与喉衬安装孔配合；前段喉衬的外径不变，以与喉衬安装孔配合。

如上所述的单室双推力固体发动机喷管，其中，优选的是，后段喉衬的中段喉衬安装孔内的限位台阶为锥形限位台阶，且中段喉衬安装孔内的锥形限位台阶的大端朝向前方；中段喉衬的后段与中段喉衬安装孔内的锥形限位台阶配合。