本發(fā)明屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能，涉及一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、為進(jìn)一步提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)比沖，提高火箭整體飛行性能，當(dāng)前主要選擇設(shè)計(jì)擴(kuò)張比更大的尾噴管以適應(yīng)高空低環(huán)境壓力下噴流的膨脹情況。但較大的擴(kuò)張比使得噴管的長度進(jìn)一步增加，不僅提高了噴管的制造難度，同時(shí)較長的發(fā)動(dòng)機(jī)噴管帶來火箭整體尺寸增大質(zhì)量增加等問題。

2、當(dāng)前延伸噴管技術(shù)主要包括延伸噴管自身、作動(dòng)裝置、鎖定裝置及作動(dòng)能源等，其結(jié)構(gòu)相比較于傳統(tǒng)噴管更為復(fù)雜而導(dǎo)致整體質(zhì)量增加，會(huì)減小使用延伸噴管帶來的優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減輕延伸噴管結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高延伸噴管技術(shù)的整體性能優(yōu)勢。

2、本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

3、一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，包括延伸噴管、上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)和球鎖；

4、其中，上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)均為筒段結(jié)構(gòu)；上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)沿軸向依次同軸對(duì)接；延伸噴管同軸設(shè)置在級(jí)間段內(nèi)腔中；延伸噴管的軸向一端與上面子級(jí)固連；延伸噴管的軸向另一端通過球鎖與下面子級(jí)連接；延伸噴管實(shí)現(xiàn)沿軸向展開。

5、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，所述延伸噴管包括延伸錐、固定錐、泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和自鎖片；

6、所述延伸錐和固定錐均為軸向水平放置的中空錐體結(jié)構(gòu)；固定錐同軸設(shè)置在延伸錐的內(nèi)腔中；自鎖片設(shè)置在固定錐的大徑端的外壁處；泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為錐體結(jié)構(gòu)；泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)貼附在延伸錐的內(nèi)壁上。

7、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，所述泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的軸線處設(shè)置有柱形通孔；柱形通孔的直徑與固定錐大徑端的直徑相同；固定錐設(shè)置在泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的通孔中，實(shí)現(xiàn)延伸錐沿軸向向后平移時(shí)，泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的通孔實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用。

8、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，自展開結(jié)構(gòu)的工作過程為：

9、上面子級(jí)內(nèi)腔的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，產(chǎn)生高壓推動(dòng)下面子級(jí)沿軸向與級(jí)間段脫離；下面子級(jí)通過球鎖拉動(dòng)延伸錐相對(duì)于固定錐平移；延伸錐平移到位后，在高壓繼續(xù)作用下，球鎖斷裂，下面子級(jí)脫離。

10、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，所述延伸錐與固定錐的錐度相同，且延伸錐的小徑端直徑與固定錐的大徑端直徑相同；實(shí)現(xiàn)延伸錐相對(duì)于固定錐平移到位后，延伸錐的小徑端與固定錐的大徑端對(duì)接。

11、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，所述延伸錐相對(duì)于固定錐平移到位后，通過自鎖片將延伸錐和固定錐鎖緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)延伸噴管的鎖定。

12、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，延伸錐平移到位后，在上面子級(jí)中的發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫燃?xì)庾饔孟?，泡沫?dǎo)向機(jī)構(gòu)燃燒去除。

13、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)序，實(shí)現(xiàn)控制級(jí)間段內(nèi)建壓時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)延伸噴管的展開速度，防止由于延伸錐平移速度過快或過慢導(dǎo)致的延伸錐與固定錐之間撞擊損傷及展開失敗。

14、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)后,?級(jí)間段內(nèi)建壓時(shí)長為10-50ms。

15、在上述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：設(shè)計(jì)后,?延伸噴管的展開時(shí)長為20ms。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

17、（1）本發(fā)明的延伸噴管自展開方案大大簡化延伸噴管整套分離解鎖展開鎖定裝置，減小了整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重量，提高火箭的整體性能指標(biāo)；

18、（2）本發(fā)明的延伸噴管自展開方案可進(jìn)一步縮短級(jí)間段長度，進(jìn)而進(jìn)一步縮短火箭整體長度；

19、（3）本發(fā)明延伸噴管自展開方案可以極大程度上簡化延伸噴管展開時(shí)序，提高整套系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括延伸噴管、上面子級(jí)（3）、級(jí)間段（4）、下面子級(jí)（5）和球鎖（6）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述延伸噴管包括延伸錐（1）、固定錐（2）、泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（7）和自鎖片（8）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（7）的軸線處設(shè)置有柱形通孔；柱形通孔的直徑與固定錐（2）大徑端的直徑相同；固定錐（2）設(shè)置在泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（7）的通孔中，實(shí)現(xiàn)延伸錐（1）沿軸向向后平移時(shí)，泡沫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（7）的通孔實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：自展開結(jié)構(gòu)的工作過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述延伸錐（1）與固定錐（2）的錐度相同，且延伸錐（1）的小徑端直徑與固定錐（2）的大徑端直徑相同；實(shí)現(xiàn)延伸錐（1）相對(duì)于固定錐（2）平移到位后，延伸錐（1）的小徑端與固定錐（2）的大徑端對(duì)接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述延伸錐（1）相對(duì)于固定錐（2）平移到位后，通過自鎖片（8）將延伸錐（1）和固定錐（2）鎖緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)延伸噴管的鎖定。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：延伸錐（1）平移到位后，在上面子級(jí)（3）中的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)庾饔孟?，泡沫?dǎo)向機(jī)構(gòu)（7）燃燒去除。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：通過設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)序，實(shí)現(xiàn)控制級(jí)間段（4）內(nèi)建壓時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)延伸噴管的展開速度，防止由于延伸錐（1）平移速度過快或過慢導(dǎo)致的延伸錐（1）與固定錐（2）之間撞擊損傷及展開失敗。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：設(shè)計(jì)后,?級(jí)間段（4）內(nèi)建壓時(shí)長為10-50ms。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，其特征在于：設(shè)計(jì)后,?延伸噴管的展開時(shí)長為20ms。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)延伸噴管自展開結(jié)構(gòu)，屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能技術(shù)領(lǐng)域；包括延伸噴管、上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)和球鎖；其中，上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)均為筒段結(jié)構(gòu)；上面子級(jí)、級(jí)間段、下面子級(jí)沿軸向依次同軸對(duì)接；延伸噴管同軸設(shè)置在級(jí)間段內(nèi)腔中；延伸噴管的軸向一端與上面子級(jí)固連；延伸噴管的軸向另一端通過球鎖與下面子級(jí)連接；延伸噴管實(shí)現(xiàn)沿軸向展開；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減輕延伸噴管結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高延伸噴管技術(shù)的整體性能優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)興太,吳亞東,林三春,謝玨帆,尹宇輝,賈睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京宇航系統(tǒng)工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19