CN107956597A - 一种小型长时间工作的喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型长时间工作的喷管，包括喉衬、收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层、绝热层及喷管壳体，喷管壳体呈倒锥形，用于支承绝热层，喷管壳体出口设有翻边结构；绝热层为整体结构，绝热层粘接在喷管壳体的内壁面；扩散段烧蚀层与绝热层配合面呈倒锥形，扩散段烧蚀层粘接在喷管出口一侧的绝热层的内侧表面；收敛段烧蚀层粘接在喷管入口一侧的绝热层的内侧表面，收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层与绝热层形成复合烧蚀绝热结构；喉衬粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。本发明工艺简单，结构可靠，烧蚀材料与绝热材料功能明确，可用于长时间工作的发动机喷管，尤其适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作的烧蚀绝热需求。

Description

一种小型长时间工作的喷管
技术领域
本发明涉及一种喷管，尤其涉及一种小型长时间工作的喷管。
背景技术
固体火箭发动机结构简单，易于维护和操作；串联的零部件少，可靠性高；发射前只需作简单测试，作战反应快；工作时间短，加速性能好，能快速攻击目标。
固体火箭发动机喷管是一种消融式结构，以消耗自身材料带走热量来实现喷管结构的完整性，通常用于短时间工作的发动机。现有发动机喷管主要用于工作时间约几十秒左右的固体火箭发动机，收敛段、扩散段部位的烧蚀绝热结构为一种材料，烧蚀绝热性能不能满足上百秒长时间工作的发动机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小型长时间工作的喷管，以解决适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作烧蚀绝热需求的问题。
为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种小型长时间工作的喷管，包括喉衬、收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层、绝热层及喷管壳体，
所述的喷管壳体呈倒锥形，用于支承绝热层，喷管壳体出口设有翻边结构，在绝热层与喷管壳体的粘接工序中起到轴向定位作用；
所述的绝热层为整体结构，绝热层粘接在喷管壳体的内壁面，在发动机工作期间绝热层对扩散段烧蚀层起到轴向支承作用；
所述的扩散段烧蚀层与绝热层配合面呈倒锥形，扩散段烧蚀层粘接在喷管出口一侧的绝热层的内侧表面；
所述的收敛段烧蚀层粘接在喷管入口一侧的绝热层的内侧表面，收敛段烧蚀层、扩散段烧蚀层与绝热层形成复合烧蚀绝热结构；
所述的喉衬粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。
有益效果
本发明的小型长时间工作喷管，工艺简单，结构可靠，烧蚀材料与绝热材料功能明确，可用于长时间工作的发动机喷管，尤其适应固体火箭发动机喷管200s以上长时间工作的烧蚀绝热需求。
附图说明
图1为小型长时间工作的喷管结构示意图；
图2为喷管壳体示意图；
图3为绝热层示意图；
图4为扩散段烧蚀层示意图；
图5为复合烧蚀绝热结构示意图；
图中，包括喉衬1、收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3、绝热层4及喷管壳体5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，小型长时间工作喷管，包括喉衬1、收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3、绝热层4及喷管壳体5，各部分之间采用胶粘剂粘接固定。
如图2所示，喷管壳体5呈倒锥设计，在发动机工作期间用于支承绝热层4，喷管壳体5出口设有翻边结构，在绝热层4与喷管壳体5的粘接工序中起到轴向定位作用。
如图3所示，绝热层4为整体结构，工艺简单，在整个喷管结构中发挥了良好的承上启下的作用，提高了喷管结构的可靠性。
如图4所示，扩散段烧蚀层3与绝热层4配合面呈倒锥设计，在发动机工作期间绝热层4对扩散段烧蚀层3起到轴向支承作用。
如图5所示，收敛段烧蚀层2、扩散段烧蚀层3与绝热层4形成复合烧蚀绝热结构。收敛段烧蚀层2采用烧蚀率低的炭纤维模压制品、扩散段烧蚀层3采用烧蚀率低的碳碳复合材料，发动机工作期间保持喷管气动型面的完整性，提高喷管效率。绝热层4采用绝热性能优良的高硅氧纤维模压制品，发动机工作期间保持喷管壳体5的结构完整性。
喉衬1采取超低烧蚀率碳碳材料。
为了降低喷管成本，喷管壳体5采用优质碳素钢，可多次重复使用。
具体实施时，绝热层4与喷管壳体5之间的配合面用胶粘剂粘接，扩散段烧蚀层3与绝热层4之间的配合面用胶粘剂粘接，喉衬1与扩散段烧蚀层3之间的配合面用胶粘剂粘接，收敛段烧蚀层2与绝热层4之间的配合面用胶粘剂粘接，粘接完成后常温下固化48小时。

Claims (2)

1.一种小型长时间工作的喷管，包括喉衬（1）、收敛段烧蚀层（2）、扩散段烧蚀层（3）、绝热层（4）及喷管壳体（5），其特征在于：
所述的喷管壳体（5）呈倒锥形，用于支承绝热层（4），喷管壳体（5）出口设有翻边结构，在绝热层（4）与喷管壳体（5）的粘接工序中起到轴向定位作用；
所述的绝热层（4）为整体结构，绝热层（4）粘接在喷管壳体（5）的内壁面，在发动机工作期间绝热层（4）对扩散段烧蚀层（3）起到轴向支承作用；
所述的扩散段烧蚀层（3）与绝热层（4）配合面呈倒锥形，扩散段烧蚀层（3）粘接在喷管出口一侧的绝热层（4）的内侧表面；
所述的收敛段烧蚀层（2）粘接在喷管入口一侧的绝热层（4）的内侧表面，收敛段烧蚀层（2）、扩散段烧蚀层（3）与绝热层（4）形成复合烧蚀绝热结构；
所述的喉衬（1粘接在喷管喉部的复合烧蚀绝热结构的内侧表面。
2.根据权利要求1所述的喷管，其特征在于：所述的喉衬（1）采取超低烧蚀率碳碳材料，收敛段烧蚀层（2）采用烧蚀率低的炭纤维模压制品，扩散段烧蚀层（3）采用烧蚀率低的碳碳复合材料，绝热层（4）采用高硅氧纤维模压制品，喷管壳体（5）采用碳素钢。
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