CN114858008A - 一种两边出气的燃发器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种两边出气的燃发器，壳体的两端均设有顶盖，顶盖上设有燃气排出口；壳体绝热层包括外筒体、内筒体、环状连接层，外筒体的外壁粘接在壳体内壁上，内筒体位于外筒体内，内筒体的一端与外筒体的一端之间形成燃面窗口，环状连接层的外边缘和内边缘分别与外筒体另一端和内筒体另一端相连接，并在外筒体、内筒体和环状连接层之间形成药柱填充空间；中心管设于内筒体内，中心管一端与其所在侧的燃气排出口连通，另一端与其所在侧的燃气排出口和燃面窗口连通；点火药盒设于壳体内，并朝向燃面窗口。本申请可以解决相关技术中单侧端面燃烧燃气发生器结构存在消极质量高的问题。

Description

一种两边出气的燃发器

技术领域

本申请涉及燃气发生器技术领域，特别涉及一种两边出气的燃发器。

背景技术

极高速导弹采用姿轨控系统来实现末段的机动飞行，以拦截高速威胁目标。姿轨控系统可提供短时间的持续推力，进行偏转与姿态控制，一般与主飞行轨迹的轴线成90°。固体推进剂因其固有的易获得性、可贮存性、安全性高和维护使用方便等方面的优点，克服了有毒液体推进剂带来的安全隐患问题。但相较于液体姿轨控动力系统推力大、比冲高、工作时间长而言，固体姿轨控动力系统目前仍存在推力小、比冲低、工作时间短、推进剂利用率低等不足的缺点。

固体姿轨控系统的体积更小、结构简单，是新型集成组件的备选方案，能够大大降低总体系统的质量，是未来动能武器姿轨控动力系统的发展方向，特别适合应用于空基、海基等对安全性要求较高的武器系统。

燃气发生器通常作为固体姿轨控动力系统的动力装置，一般是用来给固体姿控发动机提供稳定的燃气工质，且通常为偶数个配对使用。

传统的燃气发生器通常燃面较小，一般药柱为单侧等截面的端面燃烧，无法提供长工作时间的大燃面燃烧。通常情况下，固体姿控发动机安装于导弹的环形空间内，空间包络较小，对固体姿控发动机的体积和质量包络提出了极高的要求。采用传统的单侧端面燃烧燃气发生器结构，消极质量高，空间利用率较低，已无法适应于未来导弹武器对轻质高效固体姿控发动机的要求。

发明内容

本申请实施例提供一种两边出气的燃发器，以解决相关技术中单侧端面燃烧燃气发生器结构存在消极质量高的问题。

本申请实施例提供了一种两边出气的燃发器，其包括：

壳体，所述壳体的两端均设有顶盖，所述顶盖上设有燃气排出口；

壳体绝热层，所述壳体绝热层包括：

-外筒体，所述外筒体的外壁粘接在所述壳体内壁上；

-内筒体，所述内筒体位于所述外筒体内，所述内筒体的一端与所述外筒体的一端之间形成燃面窗口；

-环状连接层，所述环状连接层的外边缘和内边缘分别与所述外筒体另一端和内筒体另一端相连接，并在所述外筒体、内筒体和环状连接层之间形成药柱填充空间；

中心管，其设于所述内筒体内，所述中心管一端与其所在侧的燃气排出口连通，另一端与其所在侧的燃气排出口和燃面窗口连通；

点火药盒，其设于所述壳体内，并朝向燃面窗口。

一些实施例中，所述顶盖内壁上设有顶盖绝热层；

和/或，所述中心管一端与其所在侧的燃气排出口通过耐高温过滤器连通；

和/或，所述中心管另一端与其所在侧的燃气排出口和燃面窗口通过耐高温过滤器连通。

一些实施例中，所述内筒体的直径大于所述中心管外径。

一些实施例中，所述内筒体与所述中心管所形成的第二间隙的大小为1～2mm。

一些实施例中，所述燃发器还包括人工脱粘层，所述人工脱粘层包括沿所述壳体的轴向分布且互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分粘接在所述外筒体的内壁上并靠近所述环状连接层，所述第二部分远离所述环状连接层并与所述外筒体的内壁形成第一间隙；

所述外筒体的内壁上开设有导气槽，所述导气槽与第一间隙连通。

一些实施例中，所述第一间隙的大小为0～0.5mm，且当取值为0时，所述第二部分与所述外筒体的内壁接触且不粘接。

一些实施例中，所述导气槽的横断面呈矩形或弧形；

和/或，所述导气槽有多个，且沿外筒体周向均匀分布；

和/或，所述导气槽在所述人工脱粘层表面的投影位于所述第二部分上；

和/或，所述导气槽沿所述壳体轴向延伸。

一些实施例中，所述点火药盒包括：

药盒壳体，其内部设有火药存放室，所述药盒壳体上还开设有燃气孔，所述燃气孔一端连通所述火药存放室，另一端朝向燃面窗口；

点火药，其存储在所述火药存放室内；

点火线，其一端伸入所述点火药，另一端穿出所述药盒壳体。

一些实施例中，所述药盒壳体呈环形，且其中部形成有与中心管和燃气排出口连通的燃气通道；

所述火药存放室呈环形。

一些实施例中，所述燃气孔上设有密封膜。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请采用两边出气的燃发器结构，有效避免了传统单侧端面燃烧燃发器结构空间不足的局限，同等使用功能要求下，采用两边出气的燃发器能够节省近一半的消极质量，且能够长时间工作并提供大燃面的恒定流量的燃气。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的两边出气的燃发器示意图；

图2为本申请实施例提供的壳体绝热层示意图；

图3为本申请实施例提供的人工脱粘层和第一间隙布置图；

图4为本申请实施例提供的导气槽示意图；

图5为本申请实施例提供的点火药盒示意图。

图中：1、壳体；2、壳体绝热层；20、导气槽；21、外筒体；22、内筒体；220、燃面窗口；23、环状连接层；24、药柱填充空间；25、第二间隙；3、人工脱粘层；30、第一间隙；4、中心管；5、药柱；6、顶盖；60、燃气排出口；61、顶盖绝热层；7、点火药盒；70、药盒壳体；71、燃气孔；72、点火药；73、点火线；74、燃气通道；75、密封膜；8、耐高温过滤器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2所示，本申请实施例提供的一种两边出气的燃发器，其包括壳体1、壳体绝热层2、中心管4和点火药盒7，壳体1的两端均设有顶盖6，顶盖6上设有燃气排出口60；壳体绝热层2包括外筒体21、内筒体22和环状连接层23，外筒体21的外壁粘接在壳体1内壁上，内筒体22位于外筒体21内，内筒体22的一端与外筒体21的一端之间形成燃面窗口220，环状连接层23的外边缘和内边缘分别与外筒体21另一端和内筒体22另一端相连接，并在外筒体21、内筒体22和环状连接层23之间形成药柱填充空间24，药柱5经燃面窗口220可以填充入药柱填充空间24内；中心管4设于内筒体22内，中心管4采用碳碳中心管，中心管4一端与该端所在侧的燃气排出口60连通，另一端与该端所在侧的燃气排出口60和燃面窗口220连通；点火药盒7设于壳体1内，并朝向燃面窗口220。

本申请提供的燃发器，点火药盒7接收点火指令后，可靠地发火并产生燃气，由于点火药盒7朝向燃面窗口220，燃气迅速地经燃面窗口220引燃药柱5的环形端面(如图1中左侧环形端面)。

药柱5被点燃后持续稳定地燃烧，产生高温高压的燃气，一部分燃气可从左侧的燃气排出口60排出，另一部分进入中心管4中，经右侧的燃气排出口60排出。

燃气可在中心管4中来回流动，从两侧为姿控发动机提供稳定的高温高压燃气工质，同时，燃发器自身也作为供气通道或管路的一部分，燃气可从中心管左侧或右侧通向各个部件。

本申请采用两边出气的燃发器结构，有效避免了传统单侧端面燃烧燃发器结构空间不足的局限，同等使用功能要求下，采用两边出气的燃发器能够节省近一半的消极质量，且能够长时间工作并提供大燃面的恒定流量的燃气。

在燃发器工作过程中，燃气可从燃发器中心管两侧稳定输出，可有效避免燃面异常增大引起压强升高的技术风险。

燃发器的中心管采用耐高温抗冲刷复合材料，可适用于大流量燃气冲刷，保护燃发器内筒体的结构完整性。

燃发器采用端面燃烧可较长时间工作，解决了小肉厚和推进剂燃速下限偏高导致工作时长受限的问题。

参见图1所示，在一些优选的实施方式中，顶盖6内壁上设有顶盖绝热层61，以对顶盖6进行保护。

参见图1所示，在一些优选的实施方式中，中心管4一端与其所在侧的燃气排出口60通过耐高温过滤器8连通，中心管4另一端与其所在侧的燃气排出口60和燃面窗口220通过耐高温过滤器8连通。

药柱5被点燃后持续稳定燃烧，产生高温高压的燃气，经左侧的耐高温过滤器8过滤后，一部分燃气可从燃发器左侧排出，另一部分进入中心管4中，经右侧耐高温过滤器8过滤后排出。

参见图2所示，在一些优选实施方式中，内筒体22的直径大于中心管4外径，以使得内筒体22与中心管4之间能够形成第二间隙25，在药柱5燃烧过程中，燃气进入此间隙，可平衡内筒体22及后封头绝热层内外表面的压力差，避免内筒体22与药柱5脱粘引起的燃面暴增风险。

优选地，内筒体22与中心管4所形成的第二间隙25的大小为1～2mm。该间隙较小，为滞止区，高温燃气充入后温度不会太高，可有效保护中心管4。

优选地，环状连接层23与内筒体22所形成的夹角α为钝角，夹角α的取值范围为100°～145°。

参见图3和图4所示，在一些优选实施方式中，燃发器还包括人工脱粘层3，人工脱粘层3包括沿壳体1的轴向分布且互相连接的第一部分和第二部分，第一部分粘接在外筒体21的内壁上并靠近环状连接层23，第二部分远离环状连接层23并与外筒体21的内壁形成第一间隙30；外筒体21的内壁上开设有导气槽20，导气槽20与第一间隙30连通。

本实施例中，人工脱粘层3分成两部分，一部分为与外筒体21完全粘接的第一部分，另一部分为与外筒体21不粘接，以形成第一间隙30的第二部分，同时在外筒体21的内壁上开设导气槽20，并使导气槽20与第一间隙30连通，其好处是：

其一、导气槽的存在使得人工脱粘层内外两侧受力能够迅速达到平衡，减小了药柱与人工脱粘层之间的界面应力，可有效防止发生界面脱粘。

其二、当燃烧室压强不断波动时，导气槽可实时适应压强的变化，使人工脱粘层内外两侧压力平衡，保证药柱界面的完整性。

导气槽20的形式有多种，作为示例，比如，采用螺旋式的，再比如，导气槽20沿壳体1轴向延伸，一方面，可以降低加工难度，另一方面，有利于燃气进入人工脱粘层3和外筒体21二者界面之间，以使得人工脱粘层内外两侧受力能够迅速达到平衡。

在一些优选的实施方式中，第一间隙30的大小为0～0.5mm，且当取值为0时，第二部分与外筒体21的内壁接触且不粘接。第二部分与外筒体21之间的间隙较小，为滞止区，高温燃气充入后温度不会太高，可有效保护壳体壁面。

导气槽20的横断面可以有多种形式，作为示例，比如图4所示的呈矩形，矩形四角为倒角，再比如呈弧形。

导气槽20有多个，且沿外筒体21周向均匀分布，比如，导气槽20有12个。

导气槽20在人工脱粘层3表面的投影位于第二部分上。

参见图5所示，点火药盒7包括药盒壳体70、点火药72和点火线73，药盒壳体70内部设有火药存放室，药盒壳体70上还开设有燃气孔71，燃气孔71一端连通火药存放室，另一端朝向燃面窗口220；点火药72存储在火药存放室内，点火线73一端伸入点火药72，另一端穿出药盒壳体70。

接收点火指令后点火线73提供点火电流，引燃点火药72，迅速燃烧后产生高温高压燃气，从端面的燃气孔71里排出，进而经燃面窗口220点燃药柱5。在燃烧的过程中，药盒壳体70本身也可以燃烧。

由于中心管4的存在，使得药柱5呈环形，为了可靠地引燃，参见图5所示，药盒壳体70呈环形，且其中部形成有与中心管4和燃气排出口60连通的燃气通道74，火药存放室呈环形。

采用环形、可燃的点火药盒，建压快，点火延迟时间短暂，可在发火后迅速均匀的引燃整个燃发器的药柱端面。

点火药盒结构空间小，可直接粘接在顶盖绝热层上，工艺性好，便于安装。

点火药盒自身采用可燃的环保材料，比如赛璐珞、低密度聚乙烯，主装药采用硼-硝酸钾(或镁-聚四氟乙烯)和黑火药(比如2号小粒黑火药或3号小粒黑火药)的混合形式，采用半导体桥式高顿感起爆器点燃主装药，可靠性好，便于长期贮存。

参见图5所示，燃气孔71上设有密封膜75，密封膜75呈环形，可以对点火药72密封保护，便于长期贮存。

密封膜75的材料有多种选择，作为示例，可以采用铝箔，或者其他的材料。

为了可靠有效地点燃药柱5，参见图5所示，燃气孔71有多个，且呈环形阵列排布；或者，燃气孔71沿药盒壳体70周向延伸呈弧形。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种两边出气的燃发器，其特征在于，其包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的两端均设有顶盖(6)，所述顶盖(6)上设有燃气排出口(60)；

壳体绝热层(2)，所述壳体绝热层(2)包括：

-外筒体(21)，所述外筒体(21)的外壁粘接在所述壳体(1)内壁上；

-内筒体(22)，所述内筒体(22)位于所述外筒体(21)内，所述内筒体(22)的一端与所述外筒体(21)的一端之间形成燃面窗口(220)；

-环状连接层(23)，所述环状连接层(23)的外边缘和内边缘分别与所述外筒体(21)另一端和内筒体(22)另一端相连接，并在所述外筒体(21)、内筒体(22)和环状连接层(23)之间形成药柱填充空间(24)；

中心管(4)，其设于所述内筒体(22)内，所述中心管(4)一端与其所在侧的燃气排出口(60)连通，另一端与其所在侧的燃气排出口(60)和燃面窗口(220)连通；

点火药盒(7)，其设于所述壳体(1)内，并朝向燃面窗口(220)。

2.如权利要求1所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述顶盖(6)内壁上设有顶盖绝热层(61)；

和/或，所述中心管(4)一端与其所在侧的燃气排出口(60)通过耐高温过滤器(8)连通；

和/或，所述中心管(4)另一端与其所在侧的燃气排出口(60)和燃面窗口(220)通过耐高温过滤器(8)连通。

3.如权利要求1所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述内筒体(22)的直径大于所述中心管(4)外径。

4.如权利要求3所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述内筒体(22)与所述中心管(4)所形成的第二间隙(25)的大小为1～2mm。

5.如权利要求1所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述燃发器还包括人工脱粘层(3)，所述人工脱粘层(3)包括沿所述壳体(1)的轴向分布且互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分粘接在所述外筒体(21)的内壁上并靠近所述环状连接层(23)，所述第二部分远离所述环状连接层(23)并与所述外筒体(21)的内壁形成第一间隙(30)；

所述外筒体(21)的内壁上开设有导气槽(20)，所述导气槽(20)与第一间隙(30)连通。

6.如权利要求5所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述第一间隙(30)的大小为0～0.5mm，且当取值为0时，所述第二部分与所述外筒体(21)的内壁接触且不粘接。

7.如权利要求5所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述导气槽(20)的横断面呈矩形或弧形；

和/或，所述导气槽(20)有多个，且沿外筒体(21)周向均匀分布；

和/或，所述导气槽(20)在所述人工脱粘层(3)表面的投影位于所述第二部分上；

和/或，所述导气槽(20)沿所述壳体(1)轴向延伸。

8.如权利要求1所述的两边出气的燃发器，其特征在于，所述点火药盒(7)包括：

药盒壳体(70)，其内部设有火药存放室，所述药盒壳体(70)上还开设有燃气孔(71)，所述燃气孔(71)一端连通所述火药存放室，另一端朝向燃面窗口(220)；

点火药(72)，其存储在所述火药存放室内；

点火线(73)，其一端伸入所述点火药(72)，另一端穿出所述药盒壳体(70)。

9.如权利要求8所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述药盒壳体(70)呈环形，且其中部形成有与中心管(4)和燃气排出口(60)连通的燃气通道(74)；

所述火药存放室呈环形。

10.如权利要求8所述的两边出气的燃发器，其特征在于：

所述燃气孔(71)上设有密封膜(75)。

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