CN201925048U - 多药室变推力推力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多药室变推力推力器，包括点火装置、缓冲室及喷管、总装药室和转接装置，点火装置通过螺纹与装药室相连接，总装药室图的一端通过螺纹与缓冲室及喷管相连接，转接装置通过外螺纹与外部仪器连接，转接装置的内螺纹与总装药室另一端的外螺纹连接，连接装置上设有小孔，使点火装置中点火头的脚线通到连接装置的外部，点火装置的中间位置设有通孔用以固定电点火头，电点火头的脚线由通孔后面直径小的孔中引出，然后穿过小孔通到推力器的外部进行点火；总装药室内设置有2个以上均匀分布的小装药室。本实用新型成本低、装配紧凑简单，可以缩短推力器的作用时间。

Description

多药室变推力推力器

技术领域

本实用新型涉及一种推力器，特别是一种多药室、变推力的推力器。

背景技术

现今推力器的种类越来越多，应用越来越广泛。例如有等离子体推力器、脉冲推力器、胶体推力器、场效应离子推力器和化学能推力器等各种推力器。但是相对于化学能推力器，其它推力器的结构一般来说都比较的复杂，化学能推力器系统没有复杂的电源、系统结构简单、质量较轻同时能够达到很大的推力。并且化学能推力器工作性能稳定，可靠性高等特点。

2000年，李世鹏、张平对某微型脉冲推力器基型样机进行了设计与实验研究。该脉冲推力器最大外径为11mm，总长度为46mm。所用的外壳是超硬铝，点火药是钝感点火药，测得的推力器的性能指标：点火延迟时间小于0.3ms，总脉冲大于3N·s，平均工作时间小于16ms。

2006年，叶经方、陈玉华所设计的小型化学能推力器。该文中设计了两种大小不一的推力器。其直径分别为8mm、10mm，壁厚为1.75mm，总长是31mm。本文通过软件的编程、调试可以对脉冲推力器的点火时序进行控制。对填充粉末状固体推进剂0.05g的推力器进行测试，得到点火延迟时间为0.063ms，工作时间为0.48ms，最大推力554N，总冲为0.037N·s。

2008年金建峰等人在一种脉冲推力器结构设计的方法及实验研究中，提出了一种脉冲推力器的结构设计，这是一种单一装药室的化学能推力器，该推力器主要包括四部分：点火器、主装药室、燃烧室以及喷管。

以上推力器的主要缺陷是推力的输出是单一的固定的。

2007年，杨涛，程兴华设计了固体脉冲发动机组。该脉冲发动机组的总冲：40N·s，工作时间：23ms，点火延迟不超过6ms，共有16个小脉冲推力器，采用的外壳是高强度合金钢30CrMnSiA。本文中装药设计是通过对各种装药进行对比：片状药型、多空药型、槽形孔药型、套筒药型、多管药型，最终发现套筒药型装药固体脉冲发动机内弹道曲线与设计值能够较好的吻合。通过数值模拟的方法对喷管进行设计，点火装置的设计包括结构设计、点火药的设计，最后提出一种改进的遗传算法，结合BP神经网络对脉冲发动机的总体参数进行了优化设计。该文采用了16个固体脉冲推力器发动机，所以其散热问题应该是一个重要问题，要做到各个推力器之间相互不影响，并且该推力器组推力输出是侧向的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的化学能推力器，它能够实现可调节、变化的推力输出。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种多药室变推力推力器，包括点火装置、缓冲室及喷管和总装药室，点火装置通过螺纹与装药室相连接，总装药室图的一端通过外螺纹与缓冲室及喷管相连接，缓冲室和喷管为一个整体，还包括转接装置，该转接装置通过外螺纹与外部仪器连接，该转接装置的内螺纹与总装药室另一端的外螺纹连接，连接装置上设有小孔，使点火装置中点火头的脚线通到连接装置的外部，点火装置的中间位置设有通孔用以固定电点火头，所述通孔是一个前端直径大，后端直径小的长孔，电点火头的脚线由通孔后面直径小的孔中引出，然后穿过小孔通到推力器的外部进行点火；总装药室内设置有2个以上均匀分布的小装药室。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：(1)本实用新型中点火装置的改进，可以增加装药室的气密性，进而增加装药室内的燃烧压力，增加燃速，从而可以缩短推力器的作用时间。(2)本实用新型中采用了多个装药室，通过调节顺序点火方式，采用一至数个装药室的共同点火和有序点火，实现推力的变化输出、多次输出和较长时间的平台推力输出。(3)本实用新型采用多个装药室，因采用多个连体装药室结构，利用单个喷管或者多个喷管，可以降低载重，降低成本，并且使装配更加的紧凑简单。

附图说明

图1是本实用新型的总体装备单喷管的示意图。

图2是本实用新型的总体装备多喷管的示意图。

图3是点火装置的示意图。

图4是点火装置的示意图。

图5是转接装置的示意图。

图6是转接装置的示意图。

图7是总装药室的示意图。

图8是总装药室的示意图。

图9是单一喷管及缓冲室的示意图。

图10是单一喷管及缓冲室的示意图。

图11是多喷管及缓冲室的示意图。

图12是多喷管及缓冲室的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型是这样实现的：首先设计单一装药室的化学能推力器，并设计测试装置，通过实验测试其特性。找到喷管直径、燃烧室尺寸、主装药、点火药等各项参数对推力器推力的影响，找到规律，从而优化设计推力器。其次通过组合若干单一装药室的推力器，进一步设计出多装药室的推力器，并设计相应的缓冲室、网络点火装置及单个或多个喷管。通过不同点火方式的组合以及不同推力器的组合得到不同的推力。

结合图1和图2，本实用新型多药室变推力器包括四部分，连接装置1，点火装置2，总装药室3和缓冲室及喷管4。其中喷管有两种形式：一种是单一喷管见图1，另一种是多喷管见图2。其具体结构：点火装置图3、4，转接装置图5、6，总装药室图7、8，缓冲室及喷管图9、10，图11、12。本实用新型多药室变推力推力器，包括点火装置2、缓冲室及喷管4和总装药室3，点火装置2通过螺纹与装药室3相连接，总装药室图3的一端通过外螺纹与缓冲室及喷管4相连接，缓冲室7和喷管8为一个整体，还包括转接装置1，该转接装置1通过外螺纹与外部仪器连接，该转接装置1的内螺纹与总装药室3另一端的外螺纹连接，连接装置1上设有小孔6，使点火装置2中点火头的脚线通到连接装置1的外部，点火装置2的中间位置设有通孔5用以固定电点火头，所述通孔5是一个前端直径大，后端直径小的长孔，电点火头的脚线由通孔后面直径小的孔中引出，然后穿过小孔6通到推力器的外部进行点火；总装药室3内设置有2个以上均匀分布的小装药室。喷管8包括收口段、过渡段和扩张段，收口段和扩张段的形状为圆锥形。喷管8为单一喷管或多个喷管有序排列。

点火装置2是放点火头的位置，它通过螺纹跟总装药室3相连接。中间的一 个有台阶的通孔5是为了将点火头固定在其中。台阶后面缩小的孔，从中将点火头的脚线引出，然后通过转接装置1上的小孔6通到外面，进行点火。转接装置1是为了对本实用新型所产生的推力进行测试所设计的，同时它也可以作为本实用新型与所需要本实用新型的载体进行连接的装置。转接装置1通过外螺纹与总装药室3的内螺纹相连接。总装药室3所装药剂是点火药和主装药，总装药室的数目可以根据需要进行设计，附图中采用四个装药室，四个装药室均匀分布，总装药室3的另一端通过螺纹跟缓冲室及喷管4相连接。为了加工和装备的方便，将缓冲室7和喷管8设计在一起，缓冲室7作用是使装药室的药剂能够充分的燃烧，喷管8包括收口段、过渡段和扩张段，收口段和扩张段的形状是圆锥形的，喷管是多个，可以根据需要进行设计，附图采用的是四个喷管。

具体的工作过程如下：首先由发爆器或者其它的装置将点火装置2中电点火头点燃，然后电点火头将总装药室3中的点火药点燃，点火药将主装药点燃，主装药产生的燃气及未充分燃烧的颗粒进入到缓冲室7进一步的充分燃烧，所得到的燃气经过拉瓦尔喷管8的加速形成高速、高温气流，由喷管的嘴部喷出，根据作用力与反作用力的原理，推力器获得了一个与气流方向相反的推力。不同的推力输出的实现是靠不同的点火方式来实现的，通过不同的点火方式，可以选择点燃不同数目的总装药室3中的装药，从而实现变化推力的输出。

本实用新型所设计的推力器的尺寸大体如下：总装药室3的外部直径66mm，长为100mm，内部小装药室的直径是14mm，四个均匀分布。喷管(单一喷管)8的喉部直径为12mm，扩张比为6.25，过渡段的长度为5mm，缓冲室7的壁厚为10mm。点火装置2上的通孔5大直径是8mm，小直径是2mm。连接装置1上的小孔6的直径是4mm。喷管(多喷管)的喉部直径为10mm，喷嘴的直径为25mm。

Claims (3)

1.一种多药室变推力推力器，包括点火装置[2]、缓冲室及喷管[4]和总装药室[3]，点火装置[2]通过螺纹与装药室[3]相连接，总装药室图[3]的一端通过外螺纹与缓冲室及喷管[4]相连接，缓冲室[7]和喷管[8]为一个整体，其特征在于：还包括转接装置[1]，该转接装置[1]通过外螺纹与外部仪器连接，该转接装置[1]的内螺纹与总装药室[3]另一端的外螺纹连接，连接装置[1]上设有小孔[6]，使点火装置[2]中点火头的脚线通到连接装置[1]的外部，点火装置[2]的中间位置设有通孔[5]用以固定电点火头，所述通孔[5]是一个前端直径大、后端直径小的长孔，电点火头的脚线由通孔后面直径小的孔中引出，然后穿过小孔[6]通到推力器的外部进行点火；总装药室[3]内设置有2个以上均匀分布的小装药室。

2.根据权利要求1所述的多药室变推力推力器，其特征在于：喷管[8]包括收口段、过渡段和扩张段，收口段和扩张段的形状为圆锥形。

3.根据权利要求1所述的多药室变推力推力器，其特征在于：喷管[8]为单一喷管或多个喷管有序排列。 

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