本實(shí)用新型涉及火箭發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種防回火的火箭發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

膏體推進(jìn)劑是一種新型的非固非液推進(jìn)劑，是化學(xué)火箭推進(jìn)領(lǐng)域的一類特殊推進(jìn)劑,它是用少量的凝膠劑(或增稠劑、穩(wěn)定劑)將大量的氧化劑、燃料或者它們的混合物均勻攪拌混合形成具有一定結(jié)構(gòu)和特定性能,并且具有一定儲存期的“牙膏”狀懸浮體推進(jìn)劑,屬非牛頓流體,具有液體和固體推進(jìn)劑的最佳綜合特性。它儲存時(shí)就像固體推進(jìn)劑,加壓后產(chǎn)生流動性又像液體推進(jìn)劑,但不泄漏,不爆炸,更安全可靠。膏體火箭發(fā)動機(jī)可以多次開關(guān)機(jī)和重新啟動,比固體發(fā)動機(jī)更容易控制，可以實(shí)現(xiàn)廣泛的推力調(diào)節(jié)。因此可以應(yīng)用于導(dǎo)彈及衛(wèi)星上作為姿態(tài)調(diào)整控制的發(fā)動機(jī)。

要實(shí)現(xiàn)膏體火箭發(fā)動機(jī)的推力調(diào)節(jié)，就必須控制推進(jìn)劑的流量，甚至于熄火與重新啟動。而在熄火時(shí)，必須防止火焰向推進(jìn)劑儲箱內(nèi)傳播，以防止推進(jìn)劑儲箱爆炸。因此，膏體火箭發(fā)動機(jī)上必須有防回火功能。

根據(jù)目前已公開的文獻(xiàn)和專利，防回火功能的實(shí)現(xiàn)一般是利用膏體推進(jìn)劑的防回火半徑設(shè)計(jì)推進(jìn)劑輸送管道，當(dāng)管道半徑小于防回火半徑時(shí)，熱量不足以支持火焰的繼續(xù)傳播，從而達(dá)到防回火的目的。其優(yōu)點(diǎn)是不需要設(shè)計(jì)任何特殊的裝置就能實(shí)現(xiàn)防回火；而缺點(diǎn)也很明顯，因?yàn)榉阑鼗鸢霃揭话愣挤浅Ｐ?，通常只有幾毫米，輸送會有大量的能量消耗，而且也不能?shí)現(xiàn)大范圍的流量調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提供一種防回火的火箭發(fā)動機(jī)，其能夠防止膏體火箭發(fā)動機(jī)在停止工作時(shí)火焰向推進(jìn)劑儲箱傳播，提高了膏體火箭發(fā)動機(jī)的安全性。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：一種防回火的火箭發(fā)動機(jī)，其包括氣瓶、氣體節(jié)流閥、推進(jìn)劑儲箱、活塞、液體節(jié)流閥、防回火裝置、首次點(diǎn)火裝置、再點(diǎn)火裝置、燃燒室和噴管；

所述氣瓶內(nèi)存儲有高壓氣體；

所述活塞可滑動地設(shè)置于所述推進(jìn)劑儲箱內(nèi)，且將所述推進(jìn)劑儲箱分成左右兩部分；所述氣瓶通過進(jìn)氣管與所述推進(jìn)劑儲箱的左部連接，所述進(jìn)氣管上設(shè)置有氣體節(jié)流閥；

所述推進(jìn)劑的右部通過進(jìn)液管與所述防回火裝置一端連接，所述防回火裝置的另一端與所述燃燒室連通；所述噴管與所述燃燒室連通；

所述首次點(diǎn)火裝置設(shè)置于所述燃燒室的側(cè)壁上，所述再點(diǎn)火裝置設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)，并位于所述燃燒室與所述防回火裝置的連通處；

所述進(jìn)液管上設(shè)置有液體節(jié)流閥。

可選的，所述防回火裝置與所述燃燒室的左端連通；所述噴管與所述燃燒室的右端連通。

可選的，所述防回火裝置包括殼體、孔盤座、孔盤、隔熱孔盤、活塞套、彈性元件和防回火活塞；所述殼體的左端連接于進(jìn)液管，所述孔盤座的右端與所述燃燒室連通；殼體內(nèi)壁的形狀為先收縮后擴(kuò)張，殼體內(nèi)壁的擴(kuò)張端與孔盤座固連形成防回火裝置的外殼體，殼體擴(kuò)張端的內(nèi)壁設(shè)有臺階面；孔盤固定在孔盤座的內(nèi)壁上，隔熱孔盤設(shè)置在孔盤座內(nèi)壁，且隔熱孔盤一端與孔盤固連，隔熱孔盤另一端卡在殼體擴(kuò)張端的臺階面上；活塞套穿過孔盤和隔熱孔盤的中心，與孔盤內(nèi)壁固連；防回火活塞頂面為錐面，彈性元件一端與防回火活塞底部連接，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，防回火活塞沿活塞套運(yùn)動；當(dāng)防回火活塞未受力時(shí)，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴(kuò)張段的起始位置接觸。

可選的，所述孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個(gè)通孔；隔熱孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個(gè)通孔，所述隔熱孔盤上的通孔數(shù)量與孔盤上的通孔數(shù)量相同，隔熱孔盤的通孔與孔盤的通孔相通。

可選的，所述防回火活塞底部為空心，彈性元件一端伸入防回火活塞底部。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型通過設(shè)置防回火裝置，能夠有效控制膏體火箭發(fā)動機(jī)的回火，在火箭發(fā)動機(jī)關(guān)閉時(shí)，能及時(shí)關(guān)斷膏體推進(jìn)劑的供應(yīng)通道，不會產(chǎn)生大量的能量的消耗，而且也能實(shí)現(xiàn)大范圍的流量調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的防回火的火箭發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的防回火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記示意為：1-氣瓶；2-氣體節(jié)流閥；3-推進(jìn)劑儲箱；4-活塞；5-液體節(jié)流閥；6-防回火裝置；60-彈性元件；61-殼體；62-防回火活塞；63-螺釘；64-墊片；65-孔盤座；66-孔盤；67-銷釘；68-隔熱孔盤；69-活塞套；70-密封圈；7-首次點(diǎn)火裝置；8-再點(diǎn)火裝置；9-燃燒室；10-噴管；11-壓力傳感器；12-控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種防回火的火箭發(fā)動機(jī)，其包括擠壓系統(tǒng)、推進(jìn)劑儲箱、液體節(jié)流閥、防回火裝置、再點(diǎn)火裝置、首次點(diǎn)火裝置、燃燒室和噴管。

本實(shí)施例中，所述推進(jìn)劑儲箱內(nèi)儲存有膏體推進(jìn)劑，所述擠壓系統(tǒng)可以將所述推進(jìn)劑儲箱內(nèi)的膏體推進(jìn)劑擠出所述推進(jìn)劑儲箱，本實(shí)施例中，所述推進(jìn)劑儲箱內(nèi)設(shè)置有活塞，所述活塞將所述推進(jìn)劑儲箱分成左右兩個(gè)部分，所述推進(jìn)劑儲箱的右部內(nèi)存儲有膏體推進(jìn)劑，所述擠壓系統(tǒng)包括氣瓶和氣體節(jié)流閥，所述氣瓶內(nèi)儲存有高壓氣體，所述氣瓶通過進(jìn)氣管與所述推進(jìn)劑儲箱的左部連接，當(dāng)氣體從所述氣瓶內(nèi)流入推進(jìn)劑儲箱時(shí)，高壓氣體推動活塞向右運(yùn)動，從而將膏體推進(jìn)劑擠出推進(jìn)劑儲箱。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管上安裝有氣體節(jié)流閥，所述氣體節(jié)流閥能夠控制進(jìn)氣管內(nèi)的氣體流速和流量，從而可以實(shí)現(xiàn)對膏體推進(jìn)劑擠出速度的控制。

所述推進(jìn)劑儲箱的右部通過進(jìn)液管與所述燃燒室連通，或者所述推進(jìn)劑儲箱的右部通過進(jìn)液管連接于所述防回火裝置，所述防回火裝置與所述燃燒室連通，以將膏體推進(jìn)劑通過進(jìn)液管輸送至所述燃燒室，并且在燃燒室內(nèi)燃燒，本實(shí)施例中，所述進(jìn)液管與所述燃燒室的左端連通，所述首次點(diǎn)火裝置和再次點(diǎn)火裝置均設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)，且所述首次點(diǎn)火裝置設(shè)置于所述燃燒室的側(cè)壁上，再次點(diǎn)火裝置設(shè)置于所述燃燒室與所述進(jìn)液管(防回火裝置)的連通處，即通過所述進(jìn)液管所進(jìn)入的膏體通過所述再次點(diǎn)火裝置進(jìn)入所述燃燒室內(nèi)。

所述燃燒室的右端與所述噴管連通，以將所述燃燒內(nèi)的高溫高壓的氣體通過所述噴管噴出，從而推進(jìn)火箭向前運(yùn)動。

所述進(jìn)液管上沿膏體推進(jìn)劑的流動方向上依次設(shè)置有液體節(jié)流閥和防回火裝置，所述液體節(jié)流閥能調(diào)整所述膏體推進(jìn)劑的流速和流量，所述防回火裝置能夠防止火焰向推進(jìn)劑儲箱內(nèi)傳播。

本實(shí)施例中，所述防回火裝置包括殼體、孔盤座、孔盤、隔熱孔盤、活塞套、彈性元件和防回火活塞；所述殼體的左端連接于進(jìn)液管，所述孔盤座的右端與所述燃燒室連通；殼體內(nèi)壁的形狀為先收縮后擴(kuò)張，殼體內(nèi)壁擴(kuò)張的一端(右端)與孔盤座通過螺釘固連形成防回火裝置的外殼體；殼體擴(kuò)張端的內(nèi)壁設(shè)有臺階面；孔盤通過螺紋固定在孔盤座的內(nèi)壁上，隔熱孔盤設(shè)置在孔盤座內(nèi)壁，且隔熱孔盤一端與孔盤通過銷釘固連，另一端卡在殼體擴(kuò)張端的臺階面上；孔盤遠(yuǎn)離殼體擴(kuò)張端的臺階面，活塞套穿過孔盤和隔熱孔盤的中心，通過螺紋與孔盤內(nèi)壁固連；防回火活塞頂面為錐面，彈性元件一端與防回火活塞底部連接，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，防回火活塞沿活塞套運(yùn)動；當(dāng)防回火活塞未受力時(shí)，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴(kuò)張段的起始位置接觸，起著阻隔膏體推進(jìn)劑進(jìn)入殼體的擴(kuò)張部分的作用。

所述孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個(gè)通孔；優(yōu)選地，所述通孔的數(shù)量為45個(gè)；隔熱孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個(gè)通孔，所述隔熱孔盤上的通孔數(shù)量與孔盤上的通孔數(shù)量相同，隔熱孔盤的通孔與孔盤的通孔相通。

所述防回火活塞底部為空心，彈性元件一端伸入防回火活塞底部，即所述彈性元件的一端伸入防回火活塞底部，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，使得防回火活塞沿活塞套運(yùn)動。本實(shí)施例中，所述彈性元件為彈簧。

本實(shí)施例中，為保證所述殼體和孔盤座之間連接的密封性，所述殼體與孔盤座的連接面設(shè)有墊片，保證兩者之間良好的密封性。

當(dāng)防回火活塞未受力時(shí)，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴(kuò)張段的起始位置接觸，以達(dá)到密封效果。

所述防回火的火箭發(fā)動機(jī)的工作原理為：在發(fā)動機(jī)需要工作時(shí)，氣瓶內(nèi)的氣體通過進(jìn)氣管進(jìn)入推進(jìn)劑儲箱，使得膏體推進(jìn)劑沿進(jìn)液管流動，并推動防回火活塞與殼體的接觸面分離，使彈性元件壓縮，膏體推進(jìn)劑從防回火活塞與殼體之間的縫隙流過，進(jìn)入殼體的擴(kuò)張部分，再依次經(jīng)過隔熱孔盤和孔盤上的若干通孔進(jìn)入燃燒室，此時(shí)點(diǎn)火裝置啟動將膏體推進(jìn)劑點(diǎn)燃，產(chǎn)生燃?xì)猓細(xì)饨?jīng)拉瓦爾噴管加速噴出，產(chǎn)生推力，火箭發(fā)動機(jī)工作。

在發(fā)動機(jī)停止工作時(shí)，推進(jìn)劑儲箱內(nèi)的壓力減小，由于彈性元件彈力的作用，防回火活塞與殼體之間的通道關(guān)閉，隔斷推進(jìn)劑儲箱與燃燒室連通，有效地防止火焰向推進(jìn)劑儲箱傳播，保證了膏體火箭發(fā)動機(jī)的安全。

隔熱孔盤能有效阻止燃燒室內(nèi)高溫通過熱傳導(dǎo)的方式向孔盤上游的膏體推進(jìn)劑傳遞；同時(shí)，孔盤上一定長度的多孔通道，能夠使孔內(nèi)的火焰隨著傳播的過程而逐漸散熱，直至熄火，從而起到防回火的作用。

當(dāng)發(fā)動機(jī)再次工作時(shí)，其工作過程與首次工作類似，但是需要使用再次點(diǎn)火裝置進(jìn)行點(diǎn)火，即當(dāng)發(fā)動機(jī)終止工作時(shí)，再點(diǎn)火裝置低溫段因?yàn)樯釙ɑ?，?dāng)膏體推進(jìn)劑再次進(jìn)行燃燒室時(shí)，再點(diǎn)火裝置的高溫段會使得流經(jīng)其中的膏體推進(jìn)劑受熱點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)多次啟動。

為控制所述燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)，所述燃燒室內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述方回火的火箭發(fā)動機(jī)還包括控制器，所述壓力傳感器與所述控制器信號連接，以將其采集的燃燒室內(nèi)的壓力信號傳遞至所述控制器，所述控制器還信號連接于所述氣體節(jié)流閥和液體節(jié)流閥，以實(shí)現(xiàn)對所述氣體節(jié)流閥和液體節(jié)流閥的調(diào)節(jié)，從而調(diào)整對所述燃燒室內(nèi)供應(yīng)的膏體推進(jìn)劑的量，從而可以有效地控制所述燃燒室的壓強(qiáng)，并進(jìn)一步，可以控制所述火箭的推力。

以上實(shí)施例的先后順序僅為便于描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。