CN104929810A - 直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置 - Google Patents

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周俊
陈雄
邹晗霆
查颖
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Abstract

本发明公开了一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括燃气发生器和直线电机调节装置，直线电机调节装置固定在燃气发生器的一侧；直线电机调节装置的直线电机运动方向与燃气发生器的喷管的轴向垂直，直线电机驱动的柱塞的行程穿过燃气发生器的喷管，柱塞的直径与喷管的截面直径相配合；本发明结构简单，采用直线电机直接驱动柱塞做直线运动，具有结构简单，控制与加工容易等优点，且质量和体积大大地下降，可以实现燃气发生器燃气流量的随机调节。

Description

直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置
技术领域
本发明属于固体火箭冲压发动机燃气流量调节领域，特别是一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置。
背景技术
固体火箭冲压发动机兼有冲压发动机和火箭发动机的优点，具有比冲高、体积小、重量轻、结构紧凑、工作可靠、成本较低等优点。为保证发动机具有最佳的工作性能和良好的推力调节能力，固体火箭冲压发动机应进行燃气流量调节。目前关于燃气流量调节的方案主要有固定流量式、壅塞式、非壅塞式和漩涡阀式四种。流量调节阀通常采用的构型有柱塞滑阀、旋转凸轮阀、旋转盘阀、锥阀等多种。美国赫克里斯公司研究人员对6种构型的流量调节阀性能进行了评估，指出柱塞滑阀综合性能最好。这种阀体适用于大口径导弹，目前已经有了实际应用，美国的“丛林狼”靶弹的流量控制阀采用的就是这种阀体。传统驱动系统一般采用的有液压传动、气压传动、机电传动。根据工作环境及工作特点，固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置中，电机传动优于液压传动和气压传动。
哈尔滨工业大学鲍文、牛文玉等发明一种气动针阀型燃气流量调节阀的固体火箭冲压发动机的燃气流量调节系统（专利号200810075649.4）用于固体火箭冲压发动机的燃气流量，它主要是依靠气压传动驱动阀头运动来调节燃气流量。虽然有利于增加反馈但需要增加气源设备，结构复杂、响应速度慢，而且由于气体容易出现泄漏，在调节燃气流量的过程中，并不容易达到精确控制。西北工业大学王毅林提出了一种非同轴针阀型燃气流量调节系统，采用液压系统驱动，同样体积很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、控制与加工容易、工作可靠、烧蚀影响较弱的直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括燃气发生器和直线电机调节装置，直线电机调节装置固定在燃气发生器的一侧；直线电机调节装置的直线电机运动方向与燃气发生器的喷管的轴向垂直，直线电机驱动的柱塞的行程穿过燃气发生器的喷管，柱塞的直径与喷管的截面直径相配合。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
本发明结构简单，采用直线电机直接驱动柱塞做直线运动，具有结构简单，控制与加工容易等优点，且质量和体积大大地下降，可以实现燃气发生器燃气流量的随机调节。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括燃气发生器9和直线电机调节装置，直线电机调节装置固定在燃气发生器9的一侧；直线电机调节装置的直线电机运动方向与燃气发生器的喷管的轴向垂直，直线电机驱动的柱塞7的行程穿过燃气发生器9的喷管，柱塞7的直径与喷管的截面直径相配合。
燃气发生器9的燃气发生装置与喷管之间有空腔；直线电机调节装置包括直线电机、柱塞7、隔热衬套3和固定架6；直线电机调节装置通过固定架6固定在燃气发生装置上，固定架6内固连有直线电机，直线电机定子1的一端固连有阀杆4，阀杆4的另一端固连有柱塞7，固定架6与直线电机、阀杆4以及柱塞7之间设置有隔热衬套3；阀杆4靠近柱塞7的一端的外径与隔热衬套的内径相配合且密封。
直线电机是管式直线电机，管式直线电机固定在隔热衬套3中，直线电机动子2与隔热衬套3整体固定在固定架6内。
隔热衬套3内部设置直线电机一端为方形孔，与直线电机动子外形相配合，另一端为圆柱形孔。
阀杆4靠近柱塞7的一端向设置环形槽，槽内设置有动密封件5。
燃气发生器9后封头设置有压力传感器8。
直线电机定子1、阀杆4、柱塞7同轴布置。
其工作过程如下：
接受指令后直线电机工作，直线电机动子2、隔热衬套3、燃气发生器9固连保持不动，直线电机定子1根据指令作直线运动，带动与之固连的阀杆4和柱塞7做直线运动，柱塞7在燃气发生器9的喷管内的直线运动改变燃气发生器9的喷管喉部面积，从而改变燃气流量。直线电机动子2内位置信号和压力传感器8为控制指令提供反馈信号。

Claims (8)

1.一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：包括燃气发生器（9）和直线电机调节装置，直线电机调节装置固定在燃气发生器（9）的一侧；直线电机调节装置的直线电机运动方向与燃气发生器的喷管的轴向垂直，直线电机驱动的柱塞（7）的行程穿过燃气发生器（9）的喷管，柱塞（7）的直径与喷管的截面直径相配合。
2.根据权利要求1所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的燃气发生器（9）的燃气发生装置与喷管之间有空腔；直线电机调节装置包括直线电机、柱塞（7）、隔热衬套（3）和固定架（6）；直线电机调节装置通过固定架（6）固定在燃气发生装置上，固定架（6）内固连有直线电机，直线电机定子（1）的一端固连有阀杆（4），阀杆（4）的另一端固连有柱塞（7），固定架（6）与直线电机、阀杆（4）以及柱塞（7）之间设置有隔热衬套（3）；阀杆（4）靠近柱塞（7）的一端的外径与隔热衬套的内径相配合且密封。
3.根据权利要求2所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的直线电机是管式直线电机，管式直线电机固定在隔热衬套（3）中，直线电机动子（2）与隔热衬套（3）整体固定在固定架（6）内。
4.根据权利要求3所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的隔热衬套（3）内部设置直线电机一端为方形孔，与直线电机动子外形相配合，另一端为圆柱形孔。
5.根据权利要求4所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的阀杆（4）靠近柱塞（7）的一端向设置环形槽，槽内设置有动密封件（5）。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的燃气发生器（9）后封头设置有压力传感器（8）。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的直线电机定子（1）、阀杆（4）、柱塞（7）同轴布置。
8.根据权利要求6所述的一种直线电机驱动的固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述的直线电机定子（1）、阀杆（4）、柱塞（7）同轴布置。
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