CN106089493A - 一种导弹发动机尾喷管橡胶堵盖 - Google Patents

Abstract

一种能有效提高喷管橡胶堵盖打开压强的组件结构，本发明公开了一种能够有效提高和稳定打开压强的创新型双层或多层夹布橡胶堵盖，包括喉衬、橡胶层和夹布层。橡胶堵盖呈碗状，通过730胶与喉衬在收敛段处进行粘接。橡胶层中间内埋双层或多层夹布进行加强，橡胶层是丁腈橡胶材料，堵盖夹布为丁腈耐油胶布。该方案可以在保持原有堵盖加工模具不变的基础上通过增加夹布层数对堵盖本体强度进行加强，从而在短周期内完成对堵盖设计方案的更改，该方案经试验测试，其结构合理、简单、安全、可靠，为喷管堵盖研制提供了一种创新的设计思路和技术积累。

Description

一种导弹发动机尾喷管橡胶堵盖

技术领域

本发明提出了一种能够有效提高橡胶堵盖打开压强的创新型双层或多层夹布橡胶堵盖，该橡胶堵盖可以在保持原有堵盖加工模具不变的基础上对堵盖本体强度进行加强从而在短周期内完成对堵盖的更改，大大节省了研制成本和时间。

背景技术

喷管堵盖是固体火箭发动机的一个组成件，它的主要作用是使发动机点火压强迅速建立起来，缩短点火延迟时间，对发动机点火有重大影响；此外堵盖还起到对发动机内腔，尤其是燃烧室推进剂的密封、防潮、防尘的作用。喷管堵盖打开压强低，可造成点火延迟时间增加，点火药能量损失增大，严重时可出现发动机熄火；打开压强过高,可引起过高的初始点火压强峰，严重时可致使发动机爆炸。因此对点火系统设计而言，喷管堵盖设计是其重要设计环节之一，必须重视。设计堵盖时应对其选材、厚度、安放位置、打开压强以及破坏形式进行仔细研究。

在火箭发动机的大喉径橡胶堵盖设计中，堵盖测试时往往会发现堵盖打开压强偏低，不能满足发动机稳定点火建压的要求。需对堵盖进行加强以提高打开压强。如果增加堵盖中心层的橡胶厚度，需对堵盖模具进行修改或重新开模加工，制造周期长、成本高，且由于橡胶的超弹特性和橡胶堵盖的厚度与强度之间非线性关系，需对橡胶厚度进行多轮调整，以确定最终状态。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是通过以下的技术方案实现的，一种导弹发动机尾喷管橡胶堵盖，包括喉衬、橡胶层和堵盖夹布；橡胶堵盖呈碗状，通过730胶与所述喉衬在收敛段处进行粘接；所述橡胶层中间内埋双层或多层夹布进行加强，所述堵盖夹布为内埋双层或多层的丁腈耐油胶布。

进一步，所述喉衬为一般烧蚀材料，采用钨渗铜、石墨、毡碳/碳复合材料。所述丁腈耐油胶布的丁腈橡胶层是由5171生胶片热压制而成。

进一步，所述丁腈橡胶层根据厚度差异分为各种规格，分别为1mm、1.5mm、2mm。所述喉衬的收敛段由半径70mm构成，作为粘接面用于粘接橡胶堵盖。

优选地，橡胶堵盖中心承压面为等厚度，厚度为3.5mm。外曲面由半径70mm的弧面构成了粘接面，配合喉衬的粘接型面。内曲面为29°倾角斜面。

堵盖夹布由507丝绸布和5-1胶浆采用特殊工艺经刮浆、烘干制成。成型后裁剪为车轮形，中部承压直径为Φ118，外圆Ф172mm，圆周均布开6个缺口。单层夹布厚度为0.3mm，两层夹布间胶层厚度不大于0.5mm。将裁剪后的夹布层与5171胶料在151℃、10MPa环境下硫化成型，经修边形成橡胶堵盖。

本发明由于采用了喉衬收敛段粘接+橡胶堵盖+双层夹布结构，与传统橡胶堵盖形式相比，其优点和有益效果是：

1）采用喉衬收敛段粘接的方法能减小堵盖整体脱粘飞出的概率，能减少发动机点火时的喷出物，对于空空导弹，能有效保护载机和飞行轨迹上其他飞行器安全。对于陆基导弹，也能保证地面设备安全。

2）通过内埋双层或多层夹布显著提高了打开压强；

3）该方案可以在保持原有堵盖加工模具不变的基础上通过调整夹布层数对堵盖本体强度进行加强或削弱，从而在短周期内完成对堵盖设计方案的更改。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明导弹发动尾喷管橡胶堵盖结构示意图。

图2为本发明橡胶堵盖夹布展开示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。

如图1所示，是本发明导弹发动机尾喷管橡胶堵盖的结构示意图。

所述喉衬1采用毡碳/碳复合材料，通过730胶将喉衬1与堵盖组合件在喉衬收敛段处进行粘接，胶层厚度不大于0.1。所述组合件是由5171生胶片在模具中粘接固化而成，中间内埋双层夹布3进行加强，堵盖夹布3为丁腈耐油胶布，单层夹布厚0.3mm,中间胶层4不大于0.5mm。

所述喉衬1采用了耐烧蚀的毡碳/碳复合材料，考虑到气动型面，半径为70mm的弧面构成收敛段，同时作为粘接面用于粘接橡胶堵盖。考虑到粘接气密性，对喉衬1的粘接处表面状态要求较严格，其中粗糙度要求达到了3.2，并要求不允许有肉眼可见的分层、疏松、剥落、裂纹等缺陷，同时不允许有纵向阴影条纹，环向阴影条纹总数不得多于10条，条纹间距不小于5mm。

所述橡胶层2采用丁腈橡胶材料，由5171生胶片热压制而成，根据厚度差异可以分为各种规格，如1mm/1.5mm/2mm等等，以满足不同堵盖厚度的成型要求。成型后中部承压区为均匀厚度3.5mm，制品表面不允许有气泡、杂质、皱折及凹凸等缺陷，同时要求其邵氏硬度达到为70±5。

所述堵盖夹布3为内埋双层丁腈耐油胶布，考虑到堵盖夹布3主要是对橡胶层的粘接结构进行加强，同时考虑到工艺实施的要求，故确定采用0.3mm厚，外圆Ф172mm，并由6个宽30、内圆为Ф118mm的尖角组成的结构，同时要求堵盖夹布3表面光滑，无划痕、无皱褶等缺陷，两层夹布间胶层4厚度不大于0.5mm，夹布两侧的胶层4要求等厚度。

橡胶堵盖打开时的破坏形式有两种：一种为粘接表面有效，橡胶本体破坏；另一种为粘接表面失效，橡胶本体有效。后者由于其打开压强与粘接强度直接相关，因此容易受被粘接表面处理情况、具体粘接工艺及固化条件等因素影响，导致粘接性能不稳定，最终造成固化堵盖的脱粘力散布范围大，引起发动机内弹道曲线一致性差的缺点，此外后者还因堵盖打开后以整体形式飞出，对导弹发射载机带来了一定的安全隐患，实际堵盖设计时为避免第二种形式的打开，经实践验证，选择喉衬收敛段处粘接堵盖，更易于第一种形式打开，通常是中部承压区首先破裂，堵盖残骸很快在高温、高速燃气中消熔，不会产生大块碎片。

本发明已在多型号中应用，产品工艺性与可生产性已得到验证，并通过了数十次次地面试车及飞行试验，结构可靠，密封有效，满足总体要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (7)

1.一种导弹发动机尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，包括喉衬、橡胶层和堵盖夹布；橡胶堵盖呈碗状，通过730胶与所述喉衬在收敛段处进行粘接；所述橡胶层中间内埋双层或多层夹布进行加强，所述堵盖夹布为内埋双层或多层的丁腈耐油胶布。

2.根据权利要求1所述的导弹发动尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述喉衬为一般烧蚀材料，采用钨渗铜、石墨、毡碳/碳复合材料。

3.根据权利要求1 所述的导弹发动尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述丁腈耐油胶布的丁腈橡胶层是由5171生胶片热压制而成。

4.根据权利要求3 所述的导弹发动尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述丁腈橡胶层根据厚度差异分为各种规格，分别为1mm、1.5mm、2mm。

5.根据权利要求 1 所述的导弹发动机尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述堵盖夹布即内埋双层或多层的丁腈耐油胶布，由507丝绸布和5-1胶浆采用刮浆工艺制成。

6.根据权利要求 1 所述的导弹发动机尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述橡胶层的中部均为等厚度，厚度为3.5mm。

7.根据权利要求 1所述的导弹发动机尾喷管橡胶堵盖，其特征在于，所述堵盖夹布的布层裁剪为车轮形，中部承压直径为Φ118，单层夹布厚度为0.3mm，两层夹布间胶层厚度不大于0.5mm。