CN114607529A - 一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，包括：与燃烧室身部连接的喷注器壳体，隔离两种推进剂的喷注器中底板，封闭喷注器头部上腔的喷注器上底板，多个针栓（包含不带中心通孔针栓和带中心通孔针栓），与针栓相同数量的外壳，连通喷注器头部上腔和各个针栓式喷注单元中一个腔道的导管；一个针栓、一个与该针栓相对的外壳、该针栓与该外壳间喷注器壳体部分共同构成一个针栓式喷注单元，各个针栓式喷注单元含有相同的轴线，即燃烧室中心线。根据需要，发动机喷注器含有多个同轴针栓式喷注单元，这样可以大幅提高针栓式喷注器的使用范围，尤其是大推力液体火箭发动机。

Description

一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器
技术领域
本发明属于航天领域，尤其是液体火箭发动机。
背景技术
针栓式喷注器液体火箭发动机具有结构简单，燃烧稳定，可靠性高，成本低等优点，受到了越来越多的重视。但已有针栓式喷注器液体火箭发动机均只有一个针栓式喷注单元，随着发动机推力的增加，针栓式喷注器的推进剂液膜厚度相应增加，两种推进剂的混合将会变差，直接导致燃烧室燃烧效率降低，这就限制了针栓式喷注器在液体火箭发动机上的使用范围，尤其是大推力液体火箭发动机。
发明内容
本发明目的是要得到一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，推动液体火箭发动机技术进一步发展。
为解决上述问题，本发明提供了一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，包括：与燃烧室身部连接的喷注器壳体，隔离两种推进剂的喷注器中底板，封闭喷注器头部上腔的喷注器上底板，多个针栓（包含不带中心通孔针栓和带中心通孔针栓），与针栓相同数量的外壳，连通喷注器头部上腔和各个针栓式喷注单元中一个腔道的导管；一个针栓、一个与该针栓相对的外壳、该针栓与该外壳间的喷注器壳体部分共同构成一个针栓式喷注单元，各个针栓式喷注单元含有相同的轴线，即燃烧室中心线。根据需要，发动机喷注器含有多个同轴针栓式喷注单元。
喷注器上底板、喷注器中底板、喷注器壳体间的腔道构成喷注器头部上腔，喷注器中底板、喷注器壳体间的腔道构成喷注器头部下腔；喷注器壳体、针栓式喷注单元针栓间的腔道构成针栓式喷注单元内腔道，喷注器壳体、针栓式喷注单元外壳间的腔道构成针栓式喷注单元外腔道；各个针栓式喷注单元外腔道后段构成该针栓式喷注单元的外喷嘴，各个针栓式喷注单元内腔道后段构成该针栓式喷注单元的内喷嘴。
在所述喷注器壳体侧面设有开口，一种推进剂经该口进入喷注器，并充填喷注器头部下腔。
进一步的，所述喷注器壳体对应各个针栓式喷注单元的一个腔道沿周向有多个通孔（注：该腔道可能是某个针栓式喷注单元的外腔道，也可能是某个针栓式喷注单元的内腔道，后续同理）。
进一步的，充填喷注器头部下腔的推进剂经喷注器壳体上多个通孔流入各个针栓式喷注单元的一个腔道，并经喷嘴喷入燃烧室。
进一步的，所述喷注器上底板设有开口，另一种推进剂经该口进入喷注器，并充填喷注器头部上腔。
进一步的，喷注器头部上腔与各个针栓式喷注单元另一腔道沿周向有多根导管连通。
进一步的，充填喷注器头部上腔的推进剂经导管进入各个针栓式喷注单元的另一腔道，并经喷嘴喷入燃烧室。
进一步的，当两种推进剂都喷入燃烧室后发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体上还设有点火器，撞击后在点火器作用下发生反应。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中。
图1为实施例中一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器示意图；喷注器头部上腔与各个针栓式喷注单元的内腔道有多根导管连通，喷注器头部下腔与各个针栓式喷注单元的外腔道有多个通孔。
图2为实施例中一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器示意图；喷注器头部上腔与部分针栓式喷注单元的内腔道和其余针栓式喷注单元的外腔道有多根导管连通，喷注器头部下腔与各个针栓式喷注单元的另一腔道有多个通孔。
附图标记说明。
1 针栓式喷注单元一针栓 2 针栓式喷注单元一外壳。
3 针栓式喷注单元二针栓 4 针栓式喷注单元二外壳。
5 燃烧室身部 6 喷注器壳体 7 喷注器上底板。
8 喷注器中底板 9 导管一 10 导管二。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本发明作进一步介绍和说明。
关于本文中所使用的“含有”、“具有”，均为开放性用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“多个”、“多”，意指两个或两个以上。
实施例1。
如图1所示，本实施例所示的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器；包括：针栓式喷注单元一针栓1、针栓式喷注单元一外壳2、针栓式喷注单元二针栓3、针栓式喷注单元二外壳4、喷注器壳体6、喷注器上底板7、喷注器中底板8、导管一9、导管二10。
上述结构中，喷注器上底板7、喷注器中底板8、喷注器壳体6间的腔道构成喷注器头部上腔，喷注器中底板8、喷注器壳体6间的腔道构成喷注器头部下腔；针栓式喷注单元一针栓1、针栓式喷注单元一外壳2、喷注器壳体6位于针栓1与外壳2间部分共同构成针栓式喷注单元一，针栓式喷注单元二针栓3、针栓式喷注单元二外壳4、喷注器壳体6位于针栓3与外壳4间部分共同构成针栓式喷注单元二；针栓式喷注单元一和针栓式喷注单元二含有相同的轴线，即燃烧室中心线。
上述结构中，针栓式喷注单元一针栓1与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元一的内腔道，该内腔道出口段构成针栓式喷注单元一内喷嘴；针栓式喷注单元一外壳2与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元一的外腔道，该外腔道出口段构成针栓式喷注单元一外喷嘴。针栓式喷注单元二针栓3与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元二的内腔道，该内腔道出口段构成针栓式喷注单元二内喷嘴；针栓式喷注单元二外壳4与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元二的外腔道，该外腔道出口段构成针栓式喷注单元二外喷嘴。
上述结构中，喷注器头部上腔与针栓式喷注单元一的内腔道有导管一9连通，与针栓式喷注单元二的内腔道有导管二10连通；喷注器头部下腔与针栓式喷注单元一的外腔道、针栓式喷注单元二的外腔道均有多个通孔。
上述结构中，一种推进剂由喷注器壳体6侧面开口进入，充填喷注器头部下腔后经喷注器壳体6上的通孔进入针栓式喷注单元一的外腔道和针栓式喷注单元二的外腔道，再经喷嘴喷入燃烧室；另一种推进剂由喷注器上底板7开口进入，充填喷注器头部上腔后经导管一9进入针栓式喷注单元一的内腔道，经导管二10进入针栓式喷注单元二的内腔道，再经喷嘴喷入燃烧室。
当两种推进剂都喷入燃烧室后发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体6上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
实施例2。
如图2所示，本实施例所示的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器；包括：针栓式喷注单元一针栓1、针栓式喷注单元一外壳2、针栓式喷注单元二针栓3、针栓式喷注单元二外壳4、喷注器壳体6、喷注器上底板7、喷注器中底板8、导管一9、导管二10。
上述结构中，喷注器上底板7、喷注器中底板8、喷注器壳体6间的腔道构成喷注器头部上腔，喷注器中底板8、喷注器壳体6间的腔道构成喷注器头部下腔；针栓式喷注单元一针栓1、针栓式喷注单元一外壳2、喷注器壳体6位于针栓1与外壳2间部分共同构成针栓式喷注单元一，针栓式喷注单元二针栓3、针栓式喷注单元二外壳4、喷注器壳体6位于针栓3与外壳4间的部分共同构成针栓式喷注单元二；针栓式喷注单元一和针栓式喷注单元二含有相同的轴线，即燃烧室中心线。
上述结构中，针栓式喷注单元一针栓1与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元一的内腔道，该内腔道出口段构成针栓式喷注单元一内喷嘴；针栓式喷注单元一外壳2与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元一的外腔道，该外腔道出口段构成针栓式喷注单元一外喷嘴。针栓式喷注单元二针栓3与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元二的内腔道，该内腔道出口段构成针栓式喷注单元二内喷嘴；针栓式喷注单元二外壳4与喷注器壳体6间的腔道构成针栓式喷注单元二的外腔道，该外腔道出口段构成针栓式喷注单元二外喷嘴。
上述结构中，喷注器头部上腔与针栓式喷注单元一的外腔道间有导管一9连通，与针栓式喷注单元二的内腔道间有导管二10连通；喷注器头部下腔与针栓式喷注单元一的内腔道、针栓式喷注单元二的外腔道均有多个通孔。
上述结构中，一种推进剂由喷注器壳体6侧面开口进入，充填喷注器头部下腔后经喷注器壳体6上的通孔进入针栓式喷注单元一的内腔道和针栓式喷注单元二的外腔道，再经喷嘴喷入燃烧室；另一种推进剂由喷注器上底板7开口进入，充填喷注器头部上腔后经导管一9进入针栓式喷注单元一的外腔道，经导管二10进入针栓式喷注单元二的内腔道，再经喷嘴喷入燃烧室。
当两种推进剂都喷入燃烧室后发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体6上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。

Claims (9)

1.一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，包括：与燃烧室身部连接的喷注器壳体，隔离两种推进剂的喷注器中底板，封闭头部上腔的喷注器上底板，多个针栓（包含不带中心通孔针栓和带中心通孔针栓），与针栓相同数量的外壳，连通喷注器头部上腔和各个针栓式喷注单元中一个腔道的导管。
2.如权利要求1所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器上底板、喷注器中底板、喷注器壳体间的腔道构成喷注器头部上腔，喷注器中底板、喷注器壳体间的腔道构成喷注器头部下腔。
3.如权利要求1所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述的一个针栓、一个与该针栓相对的外壳、该针栓与该外壳间的喷注器壳体部分共同构成一个针栓式喷注单元，各个针栓式喷注单元含有相同的轴线，即燃烧室中心线；根据需要，发动机喷注器含有多个同轴针栓式喷注单元。
4.如权利要求1和权利要求3所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器壳体、各个针栓式喷注单元针栓间的腔道构成各个针栓式喷注单元内腔道，喷注器壳体、各个针栓式喷注单元外壳间的腔道构成各个针栓式喷注单元外腔道；各个针栓式喷注单元的内腔道后段构成该针栓式喷注单元的内喷嘴，各个针栓式喷注单元的外腔道后段构成该针栓式喷注单元的外喷嘴。
5.如权利要求2和权利要求4所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器头部上腔与各个针栓式喷注单元内腔道（或外腔道）间有导管连通，喷注器头部下腔与各个针栓式喷注单元的另一腔道有多个通孔。
6.如权利要求2和权利要求4所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器头部上腔与部分针栓式喷注单元内腔道和其余针栓式喷注单元的外腔道有导管连通，喷注器头部下腔与各个针栓式喷注单元的另一腔道有多个通孔。
7.所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器为权利要求5和权利要求6中的任一项。
8.如权利要求7所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，一种推进剂流经喷注器头部上腔和与之连通的各个针栓式喷注单元腔道，再经喷嘴喷入燃烧室；另一种推进剂流经喷注器头部下腔和与之连通的各个针栓式喷注单元腔道，再经喷嘴喷入燃烧室。
9.如权利要求8所述的一种同轴多针栓式喷注单元液体火箭发动机喷注器，其特征在于，所述两种推进剂均喷入燃烧室后发生撞击，如果两种推进剂属于自燃推进剂，撞击后直接发生反应，如果不属于自燃推进剂，喷注器壳体上还设有点火器，在点火器作用下发生反应。
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