CN112431687B - 一种折叠式轨控发动机高温隔热机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，属于飞行器发动机高温热防护装置技术领域，解决大推力双向摇摆轨控发动机在轨工作过程中由双向摇摆带来的复杂的高温热防护问题，本装置它包括驱动装置、固定架和隔热装置，发动机机身B的下方安装发动机喷管A，其中：若干所述驱动装置沿圆周方向均布于发动机喷管A上端的外壁上，所述固定架安装于若干驱动装置下方发动机喷管A的外壁上，固定架呈开口向上的喇叭形状罩设于发动机机身B的外部，若干隔热装置活动安装于固定架上，驱动装置驱动对应的隔热装置沿固定架折叠或者展开；本发明结构简单、安装方便，在飞行器起飞过程中可根据运行轨迹与隔热屏四周阻力大小的不同，实现隔热屏的折叠与展开。

Description

一种折叠式轨控发动机高温隔热机构
技术领域
本发明属于飞行器发动机高温热防护装置技术领域，具体涉及的是一种折叠式轨控发动机高温隔热机构。
背景技术
飞行器轨控发动机在使用过程中的点火时间长，燃烧室和喷管壁面的高温热辐射以及从喷管排出的大量高温气流对邻近的飞行器结构和热控器件具有较大的影响，因而发动机高温热防护成为空间飞行器推进分系统热控的设计的关键难点之一，其热防护作用的效果直接关系到任务的完成质量。同时，轨控发动机所需防护部位多，且轨控发动机工作时温度影响区域大，致使在对其防护时采用的结构存在结构较为复杂、消耗的资源代价较大的不足。
申请号为201810202222.X的发明专利公开了一种大推力双向摇摆轨控发动机高温隔热屏，该高温隔热屏通过螺钉安装在发动机喷管法兰上，实现了高温隔热屏与发动机的一体化防护设计，具有轻量化优势，解决了大推力双向摇摆轨控发动机在轨工作过程中由双向摇摆带来的复杂的高温热防护问题，然而该发明提供的隔热屏与发动机为一体化设计，在起飞过程中无法根据运行轨迹与隔热屏四周阻力的大小的不同调整隔热屏与发动机相对位置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，该机构的实施，不仅解决了大推力双向摇摆轨控发动机在轨工作过程中由双向摇摆带来的复杂的高温热防护问题，而且在飞行过程中可使隔热屏相对于发动机实现折叠与展开。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，它包括驱动装置、固定架和隔热装置，发动机机身B的下方安装发动机喷管A，其中：若干所述驱动装置沿圆周方向均布于发动机喷管A上端的外壁上，所述固定架安装于若干驱动装置下方发动机喷管A的外壁上，固定架呈开口向上的喇叭形状罩设于发动机机身B的外部，若干隔热装置活动安装于固定架上，驱动装置驱动对应的隔热装置沿固定架折叠或者展开；
所述驱动装置包括安装基座、安装支座一、驱动器和安装支座二，所述安装支座一和安装支座二分别铰接于驱动器的两端，安装支座一固定安装在安装基座上，安装基座固定安装于固定架安装环上方发动机喷管A的外壁上；
所述固定架包括固定架安装环、支架、上导向环和下导向环，所述固定架安装环包括左固定架安装半环和右固定架安装半环，左固定架安装半环与右固定架安装半环拼接组成环形，每个左固定架安装半环与右固定架安装半环的内圆面设置为圆锥面，每个左固定架安装半环与右固定架安装半环上端面沿圆周方向均布若干凸台，凸台的上表面设置为球面凹槽，固定架安装环、上导向环和下导向环同轴设置，上导向环和下导向环之间的缝隙设置为环形导向槽；若干所述支架沿母线方向均布于固定架的圆锥面上，并且每一支架分别与驱动装置的位置相对应，支架的下端固定安装于固定架安装环上，支架的上端固定安装于下导向环的下表面上；
所述隔热装置包括支撑架、隔热层、导向球杆、旋转凹臼、定位凹臼和固定凹臼；
所述隔热层设置为等腰三角形，隔热层底边的一端设置旋转导向球，隔热层底边的另一端设置导向球，导向球安装于所述的环形导向槽中，导向球沿环形导向槽往复滑动，两扇隔热层的腰边活动安装于支撑架的两侧，隔热层的下部靠近支撑架一侧设置腰形导向孔，隔热层中由靠近发动机机身一侧侧向外侧依次设置隔热层支架层、低温隔热层、高温隔热层和不锈钢蒙皮，隔热层上设置有若干孔；
所述支撑架上端的左右两侧侧壁上对称设置支撑架旋转球面凹槽，旋转凹臼将所述的旋转导向球安装于支撑架旋转球面凹槽中；所述支撑架的下端面上固定安装支撑架导向球，固定凹臼将支撑架导向球安装于对应的球面凹槽中；所述支撑架的中部固定设置驱动装置安装台，驱动装置安装台与所述安装支座二固定连接，支撑架中部靠下位置处的两侧关于支撑架的轴线方向对称设置支撑架定位球面凹槽；所述导向球杆的一端设置为球头端，导向球杆的另一端的外壁上设置导向槽，定位凹臼将导向球杆的球头端安装于支撑架定位球面凹槽中，导向槽在所述腰形导向孔中滑动。
进一步地，所述圆锥面与发动机喷管的外壁相配合。
进一步地，所述旋转凹臼包括上旋转凹臼与下旋转凹臼，上旋转凹臼与下旋转凹臼相对设置组成环形旋转凹臼。
进一步地，所述定位凹臼包括上定位凹臼与下定位凹臼，上定位凹臼与下定位凹臼相对设置组成环形定位凹臼。
进一步地，所述固定凹臼包括左固定凹臼与右固定凹臼，左固定凹臼与右固定凹臼相对设置组成环形固定凹臼。
进一步地，所述驱动装置沿圆周方向均布六个。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明提供的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，在飞行器起飞过程中，可根据飞行器飞行过程中的运行轨迹与隔热屏四周阻力大小的不同，通过调整均匀布置在发动机喷管圆周方向的若干驱动装置实现隔热屏的折叠与展开；同时，本结构还具有结构简单、安装方便等特点。
附图说明
图1为本发明使用状态立体结构示意图；
图2为隔热装置处于折叠状态时的立体结构示意图；
图3为本发明主视剖视结构示意图图；
图4为本发明零件爆炸图；
图5为驱动装置装配结构零件爆炸图；
图6为驱动装置零件爆炸图；
图7为固定架立体结构示意图；
图8为左（或右）固定架安装半环立体结构示意图；
图9为隔热装置立体结构示意图；
图10为隔热装置零件爆炸图；
图11为支撑架立体结构示意图；
图12为图11的A向视图；
图13为隔热层立体结构示意图；
图14为导向球杆立体结构示意图。
图中：
1为驱动装置，1.1为安装基座，1.2为安装支座一，1.3驱动器，1.4为安装支座二；
2为固定架，2.1为左固定架安装半环，2.1a1为圆锥面，2.1a2为凸台，2.1a3球面凹槽，2.1'为右固定架安装半环，2.2为支架，2.3为上导向环，2.3'为下导向环，2.4为环形导向槽；
3为隔热装置，3.1为支撑架，3.1a为支撑架导向球，3.1b为支撑架定位球面凹槽，3.1c为驱动装置安装台，3.1d为支撑架旋转球面凹槽，3.2为上旋转凹臼，3.3为下旋转凹臼，3.4为隔热层，3.4a为旋转导向球，3.4b为导向球，3.4c为腰形导向槽，3.4d为隔热层支架层，3.4e为低温隔热层，3.4f为高温隔热层，3.4g为不锈钢蒙皮，3.4h为孔，3.5为上定位凹臼，3.6为下定位凹臼，3.7为导向球杆，3.7a为球头端，3.7b为导向槽，3.8为左固定凹臼，3.8'为右固定凹臼；
A为发动机喷管，B为发动机机身。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1至图4所示的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，它包括驱动装置1、固定架2和隔热装置3，发动机机身B的下方安装发动机喷管A，其中：若干所述驱动装置1沿圆周方向均布于发动机喷管A上端的外壁上，所述固定架2安装于若干驱动装置1下方发动机喷管A的外壁上，固定架2呈开口向上的喇叭形状罩设于发动机机身B的外部，若干隔热装置3活动安装于固定架2上，驱动装置1驱动对应的隔热装置3沿固定架2折叠或者展开。
如图5和图6所示，驱动装置1包括安装基座1.1、安装支座一1.2、驱动器1.3和安装支座二1.4，所述安装支座一1.2和安装支座二1.4分别铰接于驱动器1.3的两端，安装支座一1.2固定安装在安装基座1.1上，安装基座1.1固定安装于固定架安装环上方发动机喷管A的外壁上。
如图3和图7所示，固定架2包括固定架安装环、支架2.2、上导向环2.3和下导向环2.3'，所述固定架安装环包括左固定架安装半环2.1和右固定架安装半环2.1'，左固定架安装半环2.1与右固定架安装半环2.1'拼接组成环形，如图8所示，每个左固定架安装半环2.1与右固定架安装半环2.1'的内圆面设置为圆锥面2.1a1，每个左固定架安装半环2.1与右固定架安装半环2.1'上端面沿圆周方向均布若干凸台2.1a2，凸台2.1a2的上表面设置为球面凹槽2.1a3，固定架安装环、上导向环2.3和下导向环2.3'同轴设置，上导向环2.3和下导向环2.3'之间的缝隙设置为环形导向槽2.4；若干所述支架2.2沿母线方向均布于固定架2的圆锥面上，并且每一支架2.2分别与驱动装置1的位置相对应，支架2.2的下端固定安装于固定架安装环上，支架2.2的上端固定安装于下导向环2.3'的下表面上。
如图9和图10所示，隔热装置3包括支撑架3.1、隔热层3.4、导向球杆3.7、旋转凹臼、定位凹臼和固定凹臼；
如图13所示，所述隔热层3.4设置为等腰三角形，隔热层3.4底边的一端设置旋转导向球3.4a，隔热层3.4底边的另一端设置导向球3.4b，导向球3.4b安装于所述的环形导向槽2.4中，导向球3.4b沿环形导向槽2.4往复滑动，两扇隔热层3.4的腰边活动安装于支撑架3.1的两侧，隔热层3.4的下部靠近支撑架3.1一侧设置腰形导向孔3.4c，隔热层3.4中由靠近发动机机身B一侧侧向外侧依次设置隔热层支架层3.4d、低温隔热层3.4e、高温隔热层3.4f和不锈钢蒙皮3.4g，隔热层支架层3.4d上设置有若干孔3.4h；
如图11和图12所示，所述支撑架3.1上端的左右两侧侧壁上对称设置支撑架旋转球面凹槽3.1d，旋转凹臼将所述的旋转导向球3.4a安装于支撑架旋转球面凹槽3.1d中；所述支撑架3.1的下端面上固定安装支撑架导向球3.1a，固定凹臼将支撑架导向球3.1a安装于对应的球面凹槽2.1a3中；所述支撑架3.1的中部固定设置驱动装置安装台3.1c，驱动装置安装台3.1c与所述安装支座二1.4固定连接，支撑架3.1中部靠下位置处的两侧关于支撑架3.1的轴线方向对称设置支撑架定位球面凹槽3.1b；所述导向球杆3.7的一端设置为球头端3.7a，导向球杆3.7的另一端的外壁上设置导向槽3.7b，定位凹臼将导向球杆3.7的球头端3.7a安装于支撑架定位球面凹槽3.1b中，导向槽3.7b在所述腰形导向孔3.4c中滑动。
进一步地，所述圆锥面2.1a1与发动机喷管A的外壁相配合。
进一步地，所述旋转凹臼包括上旋转凹臼3.2与下旋转凹臼3.3，上旋转凹臼3.2与下旋转凹臼3.3相对设置组成环形旋转凹臼。
进一步地，所述定位凹臼包括上定位凹臼3.5与下定位凹臼3.6，上定位凹臼3.5与下定位凹臼3.6相对设置组成环形定位凹臼。
进一步地，所述固定凹臼包括左固定凹臼3.8与右固定凹臼3.8'，左固定凹臼3.8与右固定凹臼3.8'相对设置组成环形固定凹臼。
进一步地，所述驱动装置1沿圆周方向均布六个。
使用时，根据飞行器飞行过程中的运行轨迹与隔热屏四周阻力大小的不同，分别精确调节沿圆周方向均匀布置驱动器1.3伸出的长度，支撑架3.1绕球铰位置处旋转，从而带动隔热层3.4翻转运动，隔热装置3相对于发动机喷管A折叠，从而调整隔热屏形态及其与发动机相对位置，确保整体热控设计的有效性和灵活性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，它包括驱动装置（1）、固定架（2）和隔热装置（3），发动机机身（B）的下方安装发动机喷管（A），其特征在于：若干所述驱动装置（1）沿圆周方向均布于发动机喷管（A）上端的外壁上，所述固定架（2）安装于若干驱动装置（1）下方发动机喷管（A）的外壁上，固定架（2）呈开口向上的喇叭形状罩设于发动机机身（B）的外部，若干隔热装置（3）活动安装于固定架（2）上，驱动装置（1）驱动对应的隔热装置（3）沿固定架（2）折叠或者展开；
所述驱动装置（1）包括安装基座（1.1）、安装支座一（1.2）、驱动器（1.3）和安装支座二（1.4），所述安装支座一（1.2）和安装支座二（1.4）分别铰接于驱动器（1.3）的两端，安装支座一（1.2）固定安装在安装基座（1.1）上，安装基座（1.1）固定安装于固定架安装环上方发动机喷管（A）的外壁上；
所述固定架（2）包括固定架安装环、支架（2.2）、上导向环（2.3）和下导向环（2.3’），所述固定架安装环包括左固定架安装半环（2.1）和右固定架安装半环（2.1’），左固定架安装半环（2.1）与右固定架安装半环（2.1’）拼接组成环形，每个左固定架安装半环（2.1）与右固定架安装半环（2.1'）的内圆面设置为圆锥面（2.1a1），每个左固定架安装半环（2.1）与右固定架安装半环（2.1'）的上端面沿圆周方向均布若干凸台（2.1a2），凸台（2.1a2）的上表面设置为球面凹槽（2.1a3），固定架安装环、上导向环（2.3）和下导向环（2.3’）同轴设置，上导向环（2.3）和下导向环（2.3’）之间的缝隙设置为环形导向槽（2.4）；若干所述支架（2.2）沿母线方向均布于固定架（2）的圆锥面上，并且每一支架（2.2）分别与驱动装置（1）的位置相对应，支架（2.2）的下端固定安装于固定架安装环上，支架（2.2）的上端固定安装于下导向环（2.3’）的下表面上；
所述隔热装置（3）包括支撑架（3.1）、隔热层（3.4）、导向球杆（3.7）、旋转凹臼、定位凹臼和固定凹臼；
所述隔热层（3.4）设置为等腰三角形，隔热层（3.4）底边的一端设置旋转导向球（3.4a），隔热层（3.4）底边的另一端设置导向球（3.4b），导向球（3.4b）安装于所述的环形导向槽（2.4）中，导向球（3.4b）沿环形导向槽（2.4）往复滑动，两扇隔热层（3.4）的腰边活动安装于支撑架（3.1）的两侧，隔热层（3.4）的下部靠近支撑架（3.1）一侧设置腰形导向孔（3.4c），隔热层（3.4）中由靠近发动机机身（B）一侧侧向外侧依次设置隔热层支架层（3.4d）、低温隔热层（3.4e）、高温隔热层（3.4f）和不锈钢蒙皮（3.4g），隔热层（3.4）上设置有若干孔（3.4h） ；
所述支撑架（3.1）上端的左右两侧侧壁上对称设置支撑架旋转球面凹槽（3.1d），旋转凹臼将所述的旋转导向球（3.4a）安装于支撑架旋转球面凹槽（3.1d）中；所述支撑架（3.1）的下端面上固定安装支撑架导向球（3.1a），固定凹臼将支撑架导向球（3.1a）安装于对应的球面凹槽（2.1a3）中；所述支撑架（3.1）的中部固定设置驱动装置安装台（3.1c），驱动装置安装台（3.1c）与所述安装支座二（1.4）固定连接，支撑架（3.1）中部靠下位置处的两侧关于支撑架（3.1）的轴线方向对称设置支撑架定位球面凹槽（3.1b）；所述导向球杆（3.7）的一端设置为球头端（3.7a），导向球杆（3.7）的另一端的外壁上设置导向槽（3.7b），定位凹臼将导向球杆（3.7）的球头端（3.7a）安装于支撑架定位球面凹槽（3.1b）中，导向槽（3.7b）在所述腰形导向孔（3.4c）中滑动。
2.根据权利要求1所述的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，其特征在于：所述圆锥面（2.1a1）与发动机喷管（A）的外壁相配合。
3.根据权利要求1所述的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，其特征在于：所述旋转凹臼包括上旋转凹臼（3.2）与下旋转凹臼（3.3），上旋转凹臼（3.2）与下旋转凹臼（3.3）相对设置组成环形旋转凹臼。
4.根据权利要求1所述的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，其特征在于：所述定位凹臼包括上定位凹臼（3.5）与下定位凹臼（3.6），上定位凹臼（3.5）与下定位凹臼（3.6）相对设置组成环形定位凹臼。
5.根据权利要求1所述的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，其特征在于：所述固定凹臼包括左固定凹臼（3.8）与右固定凹臼（3.8’），左固定凹臼（3.8）与右固定凹臼（3.8’）相对设置组成环形固定凹臼。
6.根据权利要求1所述的一种折叠式轨控发动机高温隔热机构，其特征在于：所述驱动装置（1）沿圆周方向均布六个。
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