CN115419519A - 一种变推力针栓式喷注器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变推力针栓式喷注器，涉及喷注器技术领域，以规避机械作动调节对工作环境条件要求高，导致喷注器结构复杂且工作可靠性低的问题。变推力针栓式喷注器包括壳体、中心筒和针栓。壳体具有贯通的第一腔体，壳体上开设有用于通入第一推进剂的第一流道，第一流道与第一腔体连通。中心筒套设于第一腔体内，中心筒具有用于通入第二推进剂的第二腔体，中心筒的靠近燃烧室的一端开设有第二流道。针栓设置于中心筒与壳体之间，壳体的内壁与针栓的外壁之间形成第三流道。当针栓向远离燃烧室的方向运动时，第一流道的出口端和第二流道的出口端被针栓遮挡的面积逐渐减小。中心筒上还设置有用于向针栓的上方注入作动液的第四流道。

Description

一种变推力针栓式喷注器

技术领域

本发明涉及喷注器技术领域，尤其涉及一种变推力针栓式喷注器。

背景技术

液体火箭发动机是航天飞行器的核心部件，是使用液态化学物质作为能源和工质的化学火箭推进系统，发动机的推力室是将液体推进剂的化学能转变成推力的重要组件。推力室由喷注器、燃烧室、喷管组成，液体推进剂经喷注器进入燃烧室，经雾化、混合和燃烧等过程生成燃烧产物，从喷管高速喷出产生推力。

变推力液体火箭发动机的推力控制是通过控制推进剂流量来实现的。为达到最佳的喷注效果，在选择变推力液体火箭发动机的喷注器时，针栓式喷注器不仅喷注面积可调，还具有结构简单、工作可靠性高、成本低等优点。

变推力针栓式喷注器运动件的推力调节通常采用机械作动调节，例如电机驱动调节。但机械作动对工作环境条件要求高，喷注器工作环境温度较低时，需要对机械作动做好隔绝低温处理，使得喷注器结构比较复杂且工作可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变推力针栓式喷注器，采用作动液实现推力调节，以规避机械作动调节对工作环境条件要求高，导致喷注器结构复杂且工作可靠性低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种变推力针栓式喷注器，包括壳体、中心筒和针栓。其中，壳体具有贯通的第一腔体，壳体上开设有用于通入第一推进剂的第一流道，第一流道与第一腔体连通。中心筒套设于第一腔体内，中心筒与壳体紧固连接。中心筒具有用于通入第二推进剂的第二腔体，中心筒的靠近燃烧室的一端开设有第二流道，第二流道连通第二腔体和燃烧室。针栓设置于中心筒与壳体之间，壳体的内壁与针栓的外壁之间形成第三流道，第三流道连通第一流道和燃烧室。第二流道的出液方向与第三流道的出液方向之间具有夹角α，0°＜α＜180°。针栓可沿中心筒的轴线延伸方向运动，针栓能够遮挡第一流道的出口端和第二流道的出口端，当针栓向远离燃烧室的方向运动时，第一流道的出口端和第二流道的出口端被针栓遮挡的面积逐渐减小。中心筒上还设置有用于向针栓的上方注入作动液的第四流道。中心筒上还设置有出液口，用于输出作动液。

采用上述技术方案时，本发明提供的变推力针栓式喷注器包括壳体、中心筒和针栓，壳体具有贯通的第一腔体，中心筒套设于第一腔体内，中心筒与壳体紧固连接，如此，能够将中心筒与壳体的相对位置固定，从而避免中心筒与壳体之间产生相对位移，影响组件装配的一致性。壳体上开设有用于通入第一推进剂的第一流道，第一流道与第一腔体连通。针栓设置于中心筒与壳体之间，壳体的内壁与针栓的外壁之间形成第三流道，第三流道连通第一流道和燃烧室，由此可见，第一推进剂可通过第一流道和第三流道输送至燃烧室内。中心筒具有用于通入第二推进剂的第二腔体，中心筒的靠近燃烧室的一端开设有第二流道，第二流道连通第二腔体和燃烧室，由此表明，第二推进剂可通过第二腔体和第二流道输送至燃烧室内。另外，第二流道的出液方向与第三流道的出液方向之间具有夹角α，0°＜α＜180°，综上可知，第一推进剂从第三流道喷出后会与从第二流道喷出的第二推进剂在燃烧室内发生碰撞，之后进一步雾化、混合，为充分燃烧提供条件。不仅如此，针栓可沿中心筒的轴线延伸方向运动，针栓能够遮挡第一流道的出口端和第二流道的出口端，当针栓向远离燃烧室的方向运动时，第一流道的出口端和第二流道的出口端被针栓遮挡的面积逐渐减小。基于此，当针栓沿中心筒的轴线延伸方向运动时，第一流道的出口端和第二流道的出口端被针栓遮挡的面积出现变化，从而可以调整第一推进剂和第二推进剂喷注入燃烧室内的流量，使第一推进剂与第二推进剂撞击、混合和燃烧的效率也会产生相应的改变，进而使得喷注器的推力得到调整。

另外，中心筒上还设置有用于向针栓的上方注入作动液的第四流道。具体实施时，作动液经第四流道流动至针栓的上方，并对针栓产生向靠近燃烧室一侧移动的压力，针栓在作动液的压力作用下向靠近燃烧室的一侧运动。第一流道远离第一腔体的一端向靠近燃烧室的一侧倾斜，当第一推进剂经过第一流道喷注在针栓的外壁上时，针栓受到第一推进剂的向远离燃烧室的一侧运动的作用力。通过调整作动液的流量，最终使得针栓与中心筒的轴向上的相对位置得到改变，从而可调节第一流道的出口端和第二流道的出口端被针栓遮挡的面积出现变化，进一步调整第一推进剂和第二推进剂的流量。综上可知，本发明提供的变推力针栓式喷注器采用作动液而非机械作动调节实现推力的调节，规避了机械作动调节对工作环境条件要求高，导致喷注器结构复杂且工作可靠性低的问题。

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，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器的剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器的局部示意图。

附图标记：

1—壳体，11—第一流道，12—第三流道，14—第四流道，15—出液口，

16—第一限位面，17—容纳腔，2—中心筒，21—第二腔体，

22—第二流道，23—第二限位面，3—针栓，4—连接件，5—调整垫片，

6—第一密封圈，7—第二密封圈，8—第三密封圈，9—螺栓。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

可重复使用飞行器是航天运输技术领域的重要发展方向,是当前世界各航天大国均非常重视的一项技术。可重复使用的猎鹰9火箭通过一级重复使用大幅降低了发射成本，成为其市场竞争的独有优势，占据了美国绝大部分发射市场。运载火箭重复使用的关键在于回收，为了实现运载火箭回收需要火箭发动机具备一定的变推力能力。具备变推力能力的大推力液体火箭发动机是当前的研究热点，变推力喷注器及其重复使用技术制约运载火箭低成本，属于行业瓶颈技术。

针栓喷注器为单喷注单元，结构简单、检测性好，易于实现重复使用；针栓喷注器易于实现喷注调节，便于变推力功能的实现。从技术特点看，针栓喷注器在可重复使用液体火箭发动机领域具有独特的优势。

变推力针栓式喷注器运动件的推力调节通常采用机械作动调节，例如可以采用弹簧-液压作动调节或电机作动调节。但是，弹簧-液压作动变推力针栓式喷注器易出现喷注器与弹簧固有频率耦合的中频振荡问题，喷注器稳定性不好。并且，在大推力发动机上，弹簧受力大、运动位移大，弹簧极易出现结构破坏。电机作动变推力针栓式喷注器对工作环境条件要求高，对于液氧/煤油、液氧/甲烷等推进剂组合，由于液氧温度低，导致喷注器工作温度低，电机需要做好隔绝低温处理，喷注器结构比较复杂且工作可靠性低，并且大推力发动机需要电机提供的作动力非常大，电机结构质量重、需要的电流大，对运载火箭造成较重的负担。

为了解决上述现有技术中存在的问题，参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种变推力针栓式喷注器，包括壳体1、中心筒2和针栓3。其中，壳体1具有贯通的第一腔体，壳体1上开设有用于通入第一推进剂的第一流道11，第一流道11与第一腔体连通。中心筒2套设于第一腔体内，中心筒2与壳体1紧固连接。中心筒2具有用于通入第二推进剂的第二腔体21，中心筒2的靠近燃烧室的一端开设有第二流道22，第二流道22连通第二腔体21和燃烧室。针栓3设置于中心筒2与壳体1之间，壳体1的内壁与针栓3的外壁之间形成第三流道12，第三流道12连通第一流道11和燃烧室。第二流道22的出液方向与第三流道12的出液方向之间具有夹角α，0°＜α＜180°。针栓3可沿中心筒2的轴线延伸方向运动，针栓3能够遮挡第一流道11的出口端和第二流道22的出口端，当针栓3向远离燃烧室的方向运动时，第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积逐渐减小。中心筒2上还设置有用于向针栓3的上方注入作动液的第四流道14。中心筒2上还设置有出液口15，出液口15与容纳腔17连通，用于输出作动液。

采用上述技术方案的情况下，本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器包括壳体1、中心筒2和针栓3，壳体1具有贯通的第一腔体，中心筒2套设于第一腔体内，中心筒2与壳体1紧固连接，如此，能够将中心筒2与壳体1的相对位置固定，从而避免中心筒2与壳体1之间产生相对位移，影响组件装配的一致性。壳体1上开设有用于通入第一推进剂的第一流道11，第一流道11与第一腔体连通。针栓3设置于中心筒2与壳体1之间，壳体1的内壁与针栓3的外壁之间形成第三流道12，第三流道12连通第一流道11和燃烧室，由此可见，第一推进剂可通过第一流道11和第三流道12输送至燃烧室内。中心筒2具有用于通入第二推进剂的第二腔体21，中心筒2的靠近燃烧室的一端开设有第二流道22，第二流道22连通第二腔体21和燃烧室，由此表明，第二推进剂可通过第二腔体21和第二流道22输送至燃烧室内。另外，第二流道22的出液方向与第三流道12的出液方向之间具有夹角α，0°＜α＜180°，综上可知，第一推进剂从第三流道12喷出后会与从第二流道22喷出的第二推进剂在燃烧室内发生碰撞，之后进一步雾化、混合，为充分燃烧提供条件。不仅如此，针栓3可沿中心筒2的轴线延伸方向运动，针栓3能够遮挡第一流道11的出口端和第二流道22的出口端，当针栓3向远离燃烧室的方向运动时，第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积逐渐减小。基于此，当针栓3沿中心筒2的轴线延伸方向运动时，第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积出现变化，从而可以调整第一推进剂和第二推进剂的流量，使第一推进剂与第二推进剂撞击、混合和燃烧的效率也会产生相应的改变，进而使得喷注器的推力得到调整。

另外，中心筒2上还设置有用于向针栓3的上方注入作动液的第四流道14。具体实施时，作动液经第四流道14流动至针栓的上方，并对针栓3产生向靠近燃烧室一侧移动的压力，针栓3在作动液的压力作用下向靠近燃烧室的一侧运动。第一流道11远离第一腔体的一端向靠近燃烧室的一侧倾斜，当第一推进剂经过第一流道11喷注在针栓3的外壁上时，针栓3受到第一推进剂的向远离燃烧室的一侧运动的作用力。通过调整作动液的流量，使得针栓3受到作动液的作用力发生变化，应理解的是，与此同时，针栓3仍然受到第一推进剂的向远离燃烧室方向的作用力。当针栓3受到作动液的作用力发生变化时，针栓3沿中心筒的轴线方向运动，如此使得针栓3与中心筒2的轴向上的相对位置进一步得到改变，最终可调节第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积出现变化，进一步调整第一推进剂和第二推进剂的流量。综上可知，本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器采用作动液而非机械作动调节实现推力的调节，规避了机械作动调节对工作环境条件要求高，导致喷注器结构复杂且工作可靠性低的问题。

第一流道11的数量可以为多个，且多个第一流道11沿壳体1的周向均匀布设，不仅使针栓3所受到的来自于第一推进剂的作用力的均匀性得到提升，而且能够提升第一推进剂喷注在燃烧室内的均匀性，增大第一推进剂的利用率，提高发动机的燃烧性能。

具体实施时，壳体1可以通过螺栓9与中心筒2之间紧固连接，壳体1的轴线与中心筒2的轴线共线。当然，壳体1也可以通过焊接方式与中心筒2紧固连接，此处不作具体限定，根据实际情况进行设置。中心筒2包括中心筒本体和连接部，连接部位于中心筒本体的外周，连接部的外周尺寸大于中心筒本体的外周尺寸，且连接部位于壳体1的上方，连接部与壳体1的顶部紧固连接。螺栓9的轴线平行于中心筒2的轴线。螺栓9的数量为多个，且多个螺栓9沿中心筒2的周向均匀分布，以增强壳体1与中心筒2连接的稳固性。

需要说明的是，第一推进剂和第二推进剂为燃料或氧化剂的其中一种，当第一推进剂为燃料时，则第二推进剂为氧化剂；当第一推进剂为氧化剂时，则第二推进剂为燃料。第一推进剂设置为燃料或氧化剂，根据实际情况进行设置，此处不作具体限定。第二流道22的出液方向与第三流道12的出液方向之间的夹角α的数值根据实际情况进行设置，以能实现第一推进剂和第二推进剂从喷注器喷出后能够较好的碰撞、雾化和混合为主。在本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器中，夹角α可以为90°，当然此处只是举例说明，不作具体限定。在这种情况下，如图1所示，第三流道12的出液方向平行于中心筒2的轴线，第二流道22的出液方向垂直于中心筒2的轴线。

在一种选方式中，针栓3靠近燃烧室一端的外壁与壳体1的内壁之间形成环形缝隙，环形缝隙为第三流道12。如此，不需对壳体1的内壁与针栓3的外壁进行额外加工，即可形成供第一推进剂流通的第三流道12，使得本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器的整体结构较为简单，缩短了本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器的生产周期。可以理解的是，从图1可知，环形缝隙位置处，壳体1的内壁为锥形，且向靠近燃烧室一端的截面逐渐减小。当针栓3向远离燃烧室的方向运动时，针栓3靠近燃烧室一端的外壁与壳体1的内壁之间的距离增大，从而可进一步使第一推进剂的流量增大。

本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器通过调整作动液的流量，最终使得针栓3与中心筒2的轴向上的相对位置得到改变，从而可调节第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积出现变化，进一步调整第一推进剂和第二推进剂的流量，从而实现喷注器的推力大小的调节。实际情况下，在第四流道14的入口端以及出液口15位置处设置有阀门，以控制作动液的流通。

参见图1和图2所示，在中心筒2上还设置有容纳腔17，容纳腔17沿中心筒2的周向设置。容纳腔17与第四流道14以及出液口15均连通，作动液通过第四流道14流进容纳腔17内。需要说明的是，作动液可以采用第一推进剂，当然，也可以采用其它液体，示例性地，作动液可以为煤油或者水等。在本发明提供的实施例中，要求规避作动液流进第三流道12的现象，即要求保证针栓3的外壁与壳体1的内壁之间以及针栓3的内壁与中心筒2的外壁之间密封，一方面避免第一推进剂流进容纳腔17，另一方面避免作动液流进第三流道12。

具体实施时，当需要增大推力时，可以相应的减小作动液作用在针栓3上的作用力，可以通过降低作动液的流量实现。示例性地，可以打开出液口15位置处的阀门，同时关闭第四流道14的入口端的阀门，以便于作动液从容纳腔17内流出。此种情况下，针栓3受到的来自于作动液的向靠近燃烧室一侧移动的压力减小，与此同时，针栓3仍然受到第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力。由于针栓3受到第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力，当针栓3受到的第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力大于针栓3受到的来自于作动液的向靠近燃烧室一侧移动的压力时，使得针栓3沿着中心筒2的轴线向远离燃烧室的方向运动，第三流道12的流通截面增大，第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积逐渐减小，第一推进剂和第二推进剂的流量增大，进一步使得喷注器产生的推力增大。

当需要减小推力时，可以关闭出液口15位置处的阀门，打开第四流道14的入口端的阀门，以使得容纳腔17内的作动液的量增大，此种情况下，针栓3受到的来自于作动液的向靠近燃烧室一侧移动的压力增大，与此同时，针栓3仍然受到第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力。当针栓3受到来自作动液的向靠近燃烧室一端的作用力大于针栓3受到第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力时，针栓3向靠近燃烧室的方向运动，第三流道12的流通截面减小，第一流道11的出口端和第二流道22的出口端被针栓3遮挡的面积逐渐增大，第一推进剂和第二推进剂的流量减小，进一步使得推力减小。

当需要推力保持在一定值时，同时关闭出液口15位置处的阀门以及第四流道14的入口端的阀门，针栓3所受到的来自作动液的向靠近燃烧室一端的作用力保持不变，针栓3所遮挡的第一流道11的出口端的面积和第二流道22的出口端的面积保持不变，第一推进剂的流量不变，从而使得针栓3受到的来自第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力保持不变，并且针栓3受到的来自作动液的向靠近燃烧室一端的作用力等于针栓3受到的来自第一推进剂的向远离燃烧室一端的作用力，使得针栓3在中心筒2的轴线上的位置保持不变，从而使得推力稳定在需求的固定值。

现有技术中，可重复使用运载火箭发动机一般采用再生冷却身部，发动机关机后容腔内残存了大量的燃料，残存燃料排空过程流动不稳定，难以形成良好的雾化状态，推进剂燃烧形成的火焰靠近喷注器面，极易造成喷注器面烧蚀。鉴于此，在一种可能的实现方式中，如图1所示，壳体1的内壁上设置与针栓3的外壁相配合的第一限位面16，第一限位面16位于第一流道11的出口靠近燃烧室的一侧。当针栓3的外壁与第一限位面16限位接触时，第一流道11的出口端被全部遮挡，第一流道出口关闭。如此，可以切断第一推进剂的供应流通，喷注器的推力为零。避免了发动机关机后喷注器面烧蚀的风险，该喷注器可以重复使用，延长喷注器的使用寿命。关机后针栓将第一流道出口关闭，切断了第一推进剂的供应，消除了关机后不稳定、不受控的燃烧状态，喷注器的重复使用次数及工作寿命大幅提高。当然，当针栓3的外壁与第一限位面16限位接触时，也可以同时将第二流道22的出口端全部遮挡，切断第二推进剂的供应。

在一些示例中，如图1所示，中心筒2具有第二限位面23，第二限位面23位于针栓3远离燃烧室的一侧，第一限位面16与第二限位面23用于限定针栓3的轴向运动距离。第一限位面16以及第二限位面23限制了针栓3运动的最低位置以及最高位置，使得针栓3不会完全脱离壳体1与中心筒2，使针栓3被限制在壳体1与中心筒2之间，保证喷注器稳定工作。在实际中，第二限位面23可以为中心筒2上的限位台阶，即如图1所示的凸台结构，本发明实施例对此不做具体限定。

在一种可选方式中，本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器还包括连接件4，设置于中心筒2与壳体1之间，连接件4随动地设置于针栓3，连接件4位于针栓3远离燃烧室的一端。连接件4可以通过螺纹连接方式与针栓3连接，在连接件4的外壁上开设外螺纹，在针栓3的内壁上的与连接件4的连接位置处开设与连接件4的外螺纹相配合的内螺纹，从而使得连接件4与针栓3固定连接。

示例性地，如图1所示，变推力针栓式喷注器还包括调整垫片5，设置于中心筒2与壳体1之间。调整垫片5可以设置于壳体1的上方，且位于中心筒2的连接部的下方，使得调整垫片5夹设于中心筒2的连接部与壳体1之间。当然，也可以在壳体1的顶部靠近中心筒2的位置开设用于容纳调整垫片5的环形容纳空间，以便于固定调整垫片5的位置。此种情况下，调整垫片5的顶面凸出于壳体1的顶面，以使调整垫片5能够实现调节中心筒2的连接部与壳体1之间的距离的作用，从而用于调整第一限位面16与第二限位面23之间的距离。调整垫片5的轴线与中心筒2的轴线平行，调整垫片5用于调节第一限位面16与第二限位面23之间的距离，使得当针栓3的外壁与第一限位面16限位接触时，第二流道22的出口端能够被被针栓3全部或部分遮挡，以便于在针栓3向远离燃烧室的方向运动时，能够实现第二流道22的出口端被针栓3所遮挡的面积逐渐减小的现象。

在一些实施例中，本发明实施例提供的变推力针栓式喷注器还包括第一密封圈6，套设于中心筒2的外壁与针栓3的内壁之间。第一密封圈6位于连接件4靠近燃烧室的一端，第一密封圈6与针栓3同步运动。第一密封圈6可以避免作动液沿中心筒2的外壁与针栓3的内壁之间从容纳腔17内流出，以免影响喷注器的性能。

在另一种示例中，变推力针栓式喷注器还包括第二密封圈7，套设于壳体1的内壁与针栓3的外壁之间，第二密封圈7位于针栓3远离燃烧室的一端，第二密封圈7与针栓3同步运动。第二密封圈7可以避免作动液沿壳体1的内壁与针栓3的外壁之间从容纳腔17内流出，同时避免第一推进剂沿壳体1的内壁与针栓3的外壁之间向远离燃烧室一端的方向流动，以免影响喷注器的性能。

再者，变推力针栓式喷注器还包括第三密封圈8，套设于中心筒2的外壁与壳体1的内壁之间，第三密封圈8位于第二限位面23内。第三密封圈8可以避免作动液沿中心筒2的外壁与壳体1的内壁之间流出，以免影响喷注器的性能。

作为一种可能的实现方式，第二流道22的数量为多个，多个第二流道22沿中心筒2的周向均匀布设，以使得第二推进剂从第二流道22喷出后，均匀的布设于中心筒2靠近燃烧室一端的外周，以保证第二推进剂在燃烧室内分布的均匀性，增大第二推进剂的利用率，提高发动机的燃烧性能，在第二推进剂的用量相同的情况下，进一步提高发动机推力室的推力。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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，任何熟悉本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 (10)

1.一种变推力针栓式喷注器，其特征在于，包括：

壳体，具有贯通的第一腔体，所述壳体上开设有用于通入第一推进剂的第一流道，所述第一流道与所述第一腔体连通，且所述第一流道远离所述第一腔体的一端向靠近燃烧室的一侧倾斜；

中心筒，套设于所述第一腔体内，所述中心筒与所述壳体紧固连接；所述中心筒具有用于通入第二推进剂的第二腔体，所述中心筒的靠近所述燃烧室的一端开设有第二流道，所述第二流道连通所述第二腔体和所述燃烧室；

针栓，设置于所述中心筒与所述壳体之间；所述壳体的内壁与所述针栓的外壁之间形成第三流道，所述第三流道连通所述第一流道和所述燃烧室；所述第二流道的出液方向与所述第三流道的出液方向之间具有夹角α，0°＜α＜180°；所述针栓可沿所述中心筒的轴线延伸方向运动；所述针栓能够遮挡所述第一流道的出口端和所述第二流道的出口端；当所述针栓向远离所述燃烧室的方向运动时，所述第一流道的出口端和所述第二流道的出口端被所述针栓遮挡的面积逐渐减小；所述中心筒上还设置有用于向所述针栓的上方注入作动液的第四流道，所述中心筒上还设置有出液口，用于输出所述作动液。

2.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，所述壳体的内壁上设置有与所述针栓的外壁相配合的第一限位面，所述第一限位面位于所述第一流道的出口靠近所述燃烧室的一侧；当所述针栓的外壁与所述第一限位面限位接触时，所述第一流道的出口端被全部遮挡。

3.根据权利要求2所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，所述中心筒具有第二限位面，所述第二限位面位于所述针栓远离所述燃烧室的一侧；所述第一限位面与所述第二限位面用于限定所述针栓的轴向运动距离。

4.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，还包括连接件，设置于所述中心筒与所述壳体之间；所述连接件随动地设置于所述针栓。

5.根据权利要求2所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，还包括调整垫片，设置于所述中心筒与所述壳体之间；所述调整垫片的轴线与所述中心筒的轴线平行；所述调整垫片用于使得当所述针栓的外壁与所述第一限位面限位接触时，所述第二流道的出口端能够被所述针栓遮挡。

6.根据权利要求4所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，还包括第一密封圈，套设于所述中心筒的外壁与所述针栓的内壁之间；所述第一密封圈位于所述连接件靠近所述燃烧室的一端，所述第一密封圈与所述针栓同步运动。

7.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，还包括第二密封圈，套设于所述壳体的内壁与所述针栓的外壁之间，所述第二密封圈位于所述针栓远离所述燃烧室的一端，所述第二密封圈与所述针栓同步运动。

8.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，还包括第三密封圈，套设于所述中心筒的外壁与所述壳体的内壁之间。

9.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，所述第二流道的数量为多个，多个所述第二流道沿所述中心筒的周向均匀布设。

10.根据权利要求1所述的变推力针栓式喷注器，其特征在于，所述针栓靠近所述燃烧室一端的外壁与所述壳体的内壁之间形成环形缝隙，所述环形缝隙为所述第三流道。

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