CN110439708B - 一种部分包覆的无喷管推进器药柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种部分包覆的无喷管推进器药柱，包括基础药柱与阻燃包覆层；基础药柱与发动机内壁紧密贴合；阻燃包覆层设置于基础药柱内孔表面，用于阻隔基础药柱与燃气通道。
Description
技术领域
本发明涉及一种包覆药柱技术，特别是一种部分包覆的无喷管推进器药柱。
背景技术
无喷管发动机在作为固体火箭冲压发动机的初始助推级时，具有其独特的优势。它利用气体壅塞效应省略了传统推进器中机械喷管的使用，因此具备结构简单、成本低廉的特点。同时因为它省略了很多壳体机械结构，使得发动机工作的可靠性也有所提升。
无喷管发动机的工作过程有别于传统发动机，它的长径比较大，燃面推移不均的现象明显，内流场情况复杂，内部压强在初期到达峰值之后无法维持，呈现单调下降的趋势。
现有发动机的主要问题是比冲不足。研究表明同等条件下无喷管发动机比冲的损失为10％-20％。这是由于当无喷管发动机逐渐工作到后期时，尽管在气体壅塞处的推进剂燃面推移明显慢于其他部分，其通道口径仍然是随着工作过程的进行而变大，导致实际燃气通道直径变大，气体流量大幅度上升，而推进剂燃面增加带来的更多的燃烧产物不足以弥补空缺，使得燃气壅塞现象减弱，最终导致压力损失，气体加速性能下降，比冲性能降低
发明内容
本发明的目的在于提供一种部分包覆的无喷管推进器药柱。
实现奔放买那个目的的技术方案为：一种部分包覆的无喷管推进器药柱，包括基础药柱与阻燃包覆层；基础药柱与发动机内壁紧密贴合；阻燃包覆层设置于基础药柱内孔表面，用于阻隔基础药柱与燃气通道。
进一步地，阻燃包覆层仅在燃烧室头部阻隔基础药柱与燃气通道，其轴向长度与基础药柱厚度相同。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明利用阻燃包覆层人为控制燃面面积，在有效降低了初期内压峰值的同时减缓了工作后期内部压强的损失，较好地维持了整个工作过程中的平均压强，在获得了较好的比冲性能的同时降低了对壳体强度的要求；(2)本发明在仅在药柱的基础上进行优化改进，无需更换发动机壳体等，应用成本低。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的部分包覆的无喷管推进器药柱结构示意图。
图2是本发明的工作过程中推进剂燃面推移示意图。
具体实施方式
结合图1，一种部分包覆的无喷管推进器药柱，其特征在于，包括基础药柱1与阻燃包覆层2；
所述基础药柱1正常装填，与发动机内壁3紧密贴合；所述阻燃包覆层2处在基础药柱内孔表面，用于阻隔基础药柱1与燃气通道4。
所述的阻燃包覆层2仅在燃烧室头部阻隔基础药柱1与燃气通道4，其轴向长度与基础药柱1厚度相近。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
结合图1，一种部分包覆的无喷管推进器药柱，其特征在于，包括基础药柱1与阻燃包覆层2；
所述基础药柱1正常装填，与发动机内壁3紧密贴合；所述阻燃包覆层2处在基础药柱内孔表面，用于阻隔基础药柱1与燃气通道4。阻燃包覆层2仅在燃烧室头部阻隔基础药柱1与燃气通道4，其轴向长度与基础药柱1厚度相同。
结合图2，采用本发明的无喷管推进器在工作过程中，燃面将从A向D进行推进。可以发现，在燃烧初期，由于阻燃包覆层的存在，初期燃面A的较小，将会使得发动机内部压强上升相比于无包覆层时缓慢，同时内压峰值也会较低。而在燃烧继续进行，燃面进一步推移后，由于包覆层仅在推进剂内孔面阻隔燃烧，不限制其他方向，燃面逐渐向着被包覆的推进剂部分进行推移，如图中B、C、D所示，燃面由此逐渐增大，燃烧产物增多，对原本将出现的内压下降有抑制作用，一定程度上保证了燃气加速的效果，获得更好的比冲性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明利用阻燃包覆层控制燃面，在有效降低初期压强的同时维持较高的平均压强，保证了发动机工作过程中对燃气的加速效果，获得了更好的比冲性能。该发明可以应用于推进器设计与改良、药柱优化等领域，具有很好的工程应用前景。
Claims (1)
1.一种部分包覆的无喷管推进器药柱，其特征在于，包括基础药柱(1)与阻燃包覆层(2)；所述基础药柱(1)与发动机内壁(3)紧密贴合；所述阻燃包覆层(2)设置于基础药柱(1)内孔表面，用于阻隔基础药柱(1)与燃气通道(4)；所述阻燃包覆层(2)仅在燃烧室头部阻隔基础药柱(1)与燃气通道(4)，其轴向长度与基础药柱(1)厚度相同。
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