CN104989553B - 以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，推进缸体的底部贴壁浇筑有固体推进剂，缸体推进活塞与推进缸体滑动密封配合，推进活塞的一端连接有推进活塞杆，两个卡位销对称设置在推进活塞杆的侧壁，并穿过推进活塞杆，两个卡位销之间通过弹簧连接，推进活塞杆伸入连接圆筒内，且与连接圆筒的内壁有间隙，推进缸体与外缸体的底部固连，连接圆筒与主推进活塞固连，主推进活塞与外缸体滑动密封配合，储箱活塞与膏体推进剂储箱滑动密封配合，主推进活塞与储箱活塞通过传动杆连接，外缸体内设置有两个或两个以上的固体推进剂推进单元。本发明结构简单，且工作状态安全，能够可靠的应用于膏体推进剂火箭发动机。

Description

以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置

技术领域

本发明属于火箭发动机技术领域，特别是一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置。

背景技术

上一世纪后期，科学家和工程技术人员研制成功一种介于液体与固体之间的膏体推进剂，这是一种特殊的化学推进剂，它是以少量凝胶剂或增稠剂将液体组分凝胶化，同时将大量固体氧化剂和/或燃料均匀地分散于其中，形成一种类似于牙膏状的悬浮推进剂，这就是所谓的膏体推进剂。它储存时就像固体推进剂，加压后产生流动性又像液体推进剂，但不漏，不爆炸，更安全可靠。膏体火箭发动机可以多次开关机和重新启动，比固体发动机更容易控制，可以实现广泛的推力调节。因此可以应用于导弹及卫星上作为姿态调整控制的发动机。

理论和实践都表明，通过合理设计推进剂性能和火箭发动机结构，在多次点火系统和多次熄火系统的配合下，新型膏体火箭发动机将可以像液体火箭那样多次启动，为了实现多次启动，驱动装置需多次连续地将膏体推进剂从贮箱挤出，经过流量控制系统和可重复点火器送入燃烧室。因此，驱动装置是膏体火箭发动机的重要组成部件。

为了能够保证驱动装置在可靠工作的前提下结构更加优化，前人做了大量工作，根据目前已公开的文献和专利，驱动装置或设计有两种：一种是利用液压装置推动活塞，将膏体推进剂从贮箱挤出,经过流量控制系统和可重复点火器送入燃烧室。其优点是可以满足大流量的膏体推进剂工作状态，缺点也很明显，结构复杂，装置较笨重，成本比较高。另一种是膏体推进剂装在圆筒形贮箱中,通过气动挤压与活塞系统将膏体推进剂挤压进入透明窗燃烧室中进行燃烧，但这种驱动方式装置较复杂，不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，且工作状态安全，能够可靠的应用于膏体推进剂火箭发动机的以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，包括固体推进剂推进单元，外缸体、主推进活塞、膏体推进剂储箱、储箱活塞；固体推进剂推进单元包括推进缸体、缸体推进活塞、连接圆筒、卡位销和弹簧，推进缸体的底部贴壁浇筑有固体推进剂，缸体推进活塞位于推进缸体内，并与推进缸体滑动密封配合，推进活塞的一端连接有推进活塞杆，两个卡位销对称设置在推进活塞杆的侧壁，并穿过推进活塞杆，两个卡位销之间通过弹簧连接，推进活塞杆伸入连接圆筒内，且与连接圆筒的内壁有间隙，两个卡位销在连接圆筒内时，弹簧处于压缩状态，卡位销与连接圆筒的内壁点接触，推进缸体与外缸体的底部固连，连接圆筒与主推进活塞固连，主推进活塞位于外缸体内，且与外缸体滑动密封配合，储箱活塞位于膏体推进剂储箱内，且与膏体推进剂储箱滑动密封配合，主推进活塞与储箱活塞通过传动杆连接，传动杆与其穿过的外缸体和膏体推进剂储箱的端盖滑动配合；外缸体内设置有两个或两个以上的固体推进剂推进单元。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明采用固体推进剂作为动力源，储存安全可靠，使用方便。

(2)本发明结构设计合理，工作可靠，可满足不同条件的使用要求，特别是航空航天领域。

(3)本发明结构简单紧凑，易于实现微小型化，且零部件都可以通过简单的机加工得到，布置合理，占用空间小，便于安装。

(4)本发明工作时响应快，动作迅速，可根据供给需求改变固体推进剂药量和燃面，从而控制推动行程和速度，并且可以根据需求进行多次推进。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置的结构示意图。

具体实施方式

结合图1：

本发明一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，包括固体推进剂推进单元，外缸体7、主推进活塞8、膏体推进剂储箱10、储箱活塞11；固体推进剂推进单元包括推进缸体2、缸体推进活塞3、连接圆筒4、卡位销6和弹簧5，推进缸体2的底部贴壁浇筑有固体推进剂1，缸体推进活塞3位于推进缸体2内，并与推进缸体2滑动密封配合，推进活塞3的一端连接有推进活塞杆，两个卡位销6对称设置在推进活塞杆的侧壁，并穿过推进活塞杆，两个卡位销6之间通过弹簧5连接，推进活塞杆伸入连接圆筒4内，且与连接圆筒4的内壁有间隙，两个卡位销6在连接圆筒4内时，弹簧5处于压缩状态，卡位销6与连接圆筒4的内壁点接触，推进缸体2与外缸体7的底部固连，连接圆筒4与主推进活塞8固连，主推进活塞8位于外缸体7内，且与外缸体7滑动密封配合，储箱活塞11位于膏体推进剂储箱10内，且与膏体推进剂储箱10滑动密封配合，主推进活塞8与储箱活塞11通过传动杆连接，传动杆与其穿过的外缸体7和膏体推进剂储箱10的端盖滑动配合；外缸体7内设置有两个或两个以上的固体推进剂推进单元。

外缸体7上靠近主推进活塞8运动方向的端部开有排气孔9。

排气孔9开在靠近主推进活塞8运动方向端部的侧壁上。

主推进活塞8和储箱活塞11相对的一端均设置有活塞推杆，两活塞推杆通过相互配合的内外螺纹固连。

实施例：

结合图1：

一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，包括固体推进剂推进单元，外缸体7、主推进活塞8、膏体推进剂储箱10、储箱活塞11；固体推进剂推进单元包括推进缸体2、缸体推进活塞3、连接圆筒4、卡位销6和弹簧5，推进缸体2的底部贴壁浇筑有固体推进剂1，缸体推进活塞3位于推进缸体2内，并与推进缸体2滑动密封配合，推进活塞3的一端连接有推进活塞杆，两个卡位销6对称设置在推进活塞杆的侧壁，并穿过推进活塞杆，两个卡位销6之间通过弹簧5连接，推进活塞杆伸入连接圆筒4内，且与连接圆筒4的内壁有间隙，两个卡位销6在连接圆筒4内时，弹簧5处于压缩状态，卡位销6与连接圆筒4的内壁点接触，推进缸体2与外缸体7的底部固连，连接圆筒4与主推进活塞8固连，主推进活塞8位于外缸体7内，且与外缸体7滑动密封配合，外缸体7上靠近主推进活塞8运动方向端部的侧壁开有排气孔9，储箱活塞11位于膏体推进剂储箱10内，且与膏体推进剂储箱10滑动密封配合，主推进活塞8和储箱活塞11相对的一端均设置有活塞推杆，两活塞推杆通过相互配合的内外螺纹固连，两活塞推杆与其穿过的外缸体7和膏体推进剂储箱10的端盖滑动配合；外缸体7内设置有三个的固体推进剂推进单元。

其工作原理为：

如图1所示，外缸体7内的固体推进剂推进单元从左至右依次为一号固体推进剂推进单元、二号固体推进剂推进单元和三号固体推进剂推进单元。

驱动装置工作时一号固体推进剂推进单元的推进缸体2中的固体推进剂1首先被点燃，产生的高温高压燃气推动缸体推进活塞3向前运动，卡位销6也随之向前运动。连接圆筒4在卡位销6的推动下向前运动并推动主推进活塞8向前做推进运动，外缸体7的空气从排气孔9中排出。主推进活塞8推动储箱活塞11，将膏体推进剂储箱10中膏体推进剂挤出。

与此同时，与二号固体推进剂推进单元的推进缸体2配合的连接圆筒4在主推进活塞8的带动下向前运动，当连接圆筒4运动至卡位销6离开连接圆筒4内时，卡位销6在弹簧5的作用下，向外伸出，抵住连接圆筒4的底部。再次工作时，二号固体推进剂推进单元的推进缸体2的固体推进剂1被点燃，产生的高温高压燃气推动缸体推进活塞3向前运动，卡位销6也随之向前运动。连接圆筒4在卡位销6的推动下向前运动并推动主推进活塞8向前做推进运动。

之后的三号固体推进剂推进单元工作时同上。

通过计算或实验得到一号固体推进剂推进单元的工作时间，推进行程，相应地设计二号固体推进剂推进单元和三号固体推进剂推进单元的卡位销6的位置和固体推进剂1的点火时间。

根据需要布置多个固体推进剂推进单元，对每个固体推进剂推进单元设置不同的工作时间，并进行合理布局，便可以实现膏体推进剂的多次连续供给。

Claims (4)

1.一种以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，其特征在于：包括固体推进剂推进单元，外缸体(7)、主推进活塞(8)、膏体推进剂储箱(10)、储箱活塞(11)；固体推进剂推进单元包括推进缸体(2)、缸体推进活塞(3)、连接圆筒(4)、卡位销(6)和弹簧(5)，推进缸体(2)的底部贴壁浇筑有固体推进剂(1)，缸体推进活塞(3)位于推进缸体(2)内，并与推进缸体(2)滑动密封配合，推进活塞(3)的一端连接有推进活塞杆，两个卡位销(6)对称设置在推进活塞杆的侧壁，并穿过推进活塞杆，两个卡位销(6)之间通过弹簧(5)连接，推进活塞杆伸入连接圆筒(4)内，且与连接圆筒(4)的内壁有间隙，两个卡位销(6)在连接圆筒(4)内时，弹簧(5)处于压缩状态，卡位销(6)与连接圆筒(4)的内壁点接触，推进缸体(2)与外缸体(7)的底部固连，连接圆筒(4)与主推进活塞(8)固连，主推进活塞(8)位于外缸体(7)内，且与外缸体(7)滑动密封配合，储箱活塞(11)位于膏体推进剂储箱(10)内，且与膏体推进剂储箱(10)滑动密封配合，主推进活塞(8)与储箱活塞(11)通过传动杆连接，传动杆与其穿过的外缸体(7)和膏体推进剂储箱(10)的端盖滑动配合；外缸体(7)内设置有两个或两个以上的固体推进剂推进单元。

2.根据权利要求1所述的以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，其特征在于：所述外缸体(7)上靠近主推进活塞(8)运动方向的端部开有排气孔(9)。

3.根据权利要求2所述的以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，其特征在于：所述排气孔(9)开在靠近主推进活塞(8)运动方向端部的侧壁上。

4.根据权利要求1或2或3所述的以固体推进剂为动力源的膏体推进剂多次连续供给装置，其特征在于：所述主推进活塞(8)和储箱活塞(11)相对的一端均设置有活塞推杆，两活塞推杆通过相互配合的内外螺纹固连。