CN214145702U - 一种轻质快响应凝胶双组元发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室以及与所述推力室连接的电动气阀，所述推力室的前端设有喷注盘，所述喷注盘的前端设有法兰盘，所述电动气阀设于所述法兰盘的前端，所述电动气阀上设有燃料入口、氧化剂入口和气体入口，所述法兰盘上设有分别与所述燃料入口和氧化剂入口对应的燃料通道和氧化剂通道，所述喷注盘上以环形阵列的方式设有多个与所述燃料通道和氧化剂通道连通的喷注孔；取消了传统的推进剂导管输送模式，采用一体化头部结构，实现了喷注孔同步快速喷射，实现了快速响应，增强了在起动过程燃料和推进剂撞击雾化和混合的效果，使得燃料和推进剂的燃烧更为充分，提高燃烧效率，确保性能。
Description
技术领域
本实用新型属于液体火箭发动机技术领域，特别涉及一种轻质快响应凝胶双组元发动机。
背景技术
凝胶是一定浓度的高分子溶液或溶胶。溶液或溶胶中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体或气体，这样一种特殊的分散体系称作凝胶。随着添加剂浓度的增加，一般凝胶的粘度逐渐增大，最后失去流动性，整个体系变成一种外观均匀并保持一定形态的弹性半固体。
凝胶状物质具有液体和固体两种特性，在不加外力时始终保持一定状态，而对其施加外力时形状可自由变化。所以，凝胶化燃料在一些应用里优势明显。以航空航天为例，凝胶推进剂是具有良好发展前景的新型火箭推进剂，受到世界各国的广泛关注。凝胶推进剂，兼备了固体推进剂和液体推进剂的优点，既能实现推力调节和多次关机、启动，又克服了液体推进剂危险性大、发动机结构复杂等缺点，不易泄露，可长期贮存，对冲击等不敏感，安全高效，是实现发动机灵活能量控制的有效途径。凝胶推进剂是用少量胶凝剂将一定量的液体组分凝胶化，同时添加一定量固体燃料悬浮于体系中，形成具有一定结构和特定性能，并能长期保持稳定的凝胶体系，它同时兼有固体推进剂和液体推进剂的优点，是一种航空航天推进系统的新型推进剂，可用于反导弹武器和航天性行器，也可用于石油开采等。凝胶推进剂的雾化主要应用于液体火箭发动机中，其雾化效果直接影响燃料最终的掺混及燃烧效率。
由于凝胶推进剂融合了固体推进剂和液体推进剂的优点，具有高安全性、高性能、长期贮存、使用维护方便等一系列潜在优势，国内外研究机构均进行了深入的研究，但是，由于凝胶推进剂具有复杂的流动、流变及雾化特性，导致已有的凝胶双组元发动机存在燃烧效率低、推重比小、起动及关机响应时间长等显著缺点，不能满足型号工程应用技术要求。
实用新型内容
本实用新型目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室以及与所述推力室连接的电动气阀，所述推力室的前端设有喷注盘，所述喷注盘的前端设有法兰盘，所述电动气阀设于所述法兰盘的前端，所述电动气阀上设有燃料入口、氧化剂入口和气体入口，所述法兰盘上设有分别与所述燃料入口和氧化剂入口对应的燃料通道和氧化剂通道，所述喷注盘上以环形阵列的方式设有多个与所述燃料通道和氧化剂通道连通的喷注孔。
进一步的，所述喷注盘上位于所述喷注孔的外周以环形阵列的方式设有多个冷却孔。
进一步的，所述喷注孔的圈数为四圈，所述冷却孔的圈数为一圈。
进一步的，所述燃料通道倾斜设置。
进一步的，所述法兰盘上位于所述燃料通道的前端设有燃料进口，所述燃料进口与所述燃料入口相对应。
进一步的，所述氧化剂通道包括左右对称设置的第一氧化剂通道和第二氧化剂通道，且所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道均为倾斜设置。
进一步的，所述法兰盘上位于所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道的前端设有氧化剂进口，所述氧化剂进口与所述氧化剂入口相对应。
进一步的，所述法兰盘的上下两端均设有定位孔，所述电动气阀上设有与所述定位孔对应的定位销。
进一步的，所述法兰盘的四角均设有安装孔，所述电动气阀上设有与所述安装孔对应的固定孔。
进一步的，所述推力室上还设有测压球头。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型中在推力室的前端设有喷注盘和法兰盘，燃料从法兰盘上的燃料入口进入，流经法兰盘上的燃料通道，然后由设置在喷注盘上的喷注孔喷注进入推力室的内部，氧化剂从法兰盘上的氧化剂入口进入，流经法兰盘上的氧化剂通道，然后由设置在喷注盘上的喷注孔喷注进入推力室的内部，燃料和氧化剂在推力室的内部反应燃烧产生推力，取消了传统的推进剂导管输送模式，采用一体化头部结构，实现了喷注孔同步快速喷射，实现了快速响应；燃料通道和氧化剂通道均为倾斜设置，增强了在起动过程燃料和推进剂撞击雾化和混合的效果，使得燃料和推进剂的燃烧更为充分，提高燃烧效率，确保性能。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1为实施例中轻质快响应凝胶双组元发动机的主视图；
图2为实施例中轻质快响应凝胶双组元发动机的左视图；
图3为实施例中喷注盘和法兰盘的截面图；
图4为实施例中喷注盘和法兰盘的右视图；
图5为实施例中喷注盘和法兰盘的左视图。
具体实施方式
为了更充分的理解本实用新型的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步介绍和说明；需要说明的是，正文中如有“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1-5所示，本实施例所示的轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室1以及与推力室1连接的电动气阀2，在推力室1的前端设有喷注盘3，在喷注盘3的前端设有法兰盘4，电动气阀2设于法兰盘4的前端，在电动气阀2上设有燃料入口20、氧化剂入口21和气体入口22，在法兰盘4上设有分别与燃料入口20和氧化剂入口21对应的燃料通道40和氧化剂通道，在喷注盘3上以环形阵列的方式设有与燃料通道40和氧化剂通道连通的喷注孔31；在上述结构中，在推力室1的前端设有喷注盘3和法兰盘4，燃料从法兰盘4上的燃料入口20进入，流经法兰盘4上的燃料通道40，然后由设置在喷注盘3上的喷注孔31喷注进入推力室1的内部，氧化剂从法兰盘4上的氧化剂入口21进入，流经法兰盘4上的氧化剂通道，然后由设置在喷注盘3上的喷注孔31喷注进入推力室1的内部，燃料和氧化剂在推力室1的内部反应燃烧产生推力，取消了传统的推进剂导管输送模式，采用一体化头部结构，实现了喷注孔31同步快速喷射，实现了快速响应。
具体的，喷注孔31的圈数为四圈，且由内到外第一圈和第三圈的喷注孔31的数量为八个，第二圈和第四圈的喷注孔31的数量为十六个，在喷注盘3上位于第四圈喷注孔31的外周以环形阵列的方式设有一圈冷却孔32，且冷却孔32的数量为八个，冷却孔32用于实现冷却的功能。
具体的，燃料通道40为倾斜设置，氧化剂通道包括左右对称设置的第一氧化剂通道41和第二氧化剂通道42，并且第一氧化剂通道41和第二氧化剂通道42均为倾斜设置；增强了在起动过程燃料和推进剂撞击雾化和混合的效果，使得燃料和推进剂的燃烧更为充分，提高燃烧效率，确保性能。
具体的，在法兰盘4上位于燃料通道40的前端设有燃料进口43，燃料进口43与燃料入口20相对应；燃料由燃料入口20进入后，流向燃料进口43，从燃料进口43处流向燃料通道40内，进而由燃料通道40流向喷注孔31处向推力室1内喷注。
具体的，在法兰盘4上位于第一氧化剂通道41和第二氧化剂通道42的前端设有氧化剂进口44，氧化剂进口44与氧化剂入口21相对应；氧化剂由氧化剂入口21进入后，流向氧化剂进口44，从氧化剂进口44处流向第一氧化剂通道41和第二氧化剂通道42内，进而由第一氧化剂通道41和第二氧化剂通道42流向喷注孔31处向推力室1内喷注。
具体的，在法兰盘4的上下两端的中间位置处均设有定位孔45，在电动气阀2上设有与定位孔45对应的定位销25，定位销25和定位孔45配合，能够实现法兰盘4与电动气阀2之间的定位，使得燃料进口43与燃料入口20能够相对应，使得氧化剂进口44与氧化剂入口21能够相对应，不会出现偏差。
具体的，在法兰盘4的四角均设有安装孔46，在电动气阀2上设有四个与安装孔46对应的固定孔26，当利用定位销25和定位孔45配合，实现法兰盘4与电动气阀2之间的精准定位后，再利用螺钉47穿过安装孔46后与固定孔26结合，将电动气阀2稳定的安装固定在法兰盘4的前端。
具体的，在推力室1上还设有测压球头10，测压球头10用于对推力室1内的压力检测。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种轻质快响应凝胶双组元发动机，包括推力室以及与所述推力室连接的电动气阀，其特征在于，所述推力室的前端设有喷注盘，所述喷注盘的前端设有法兰盘，所述电动气阀设于所述法兰盘的前端，所述电动气阀上设有燃料入口、氧化剂入口和气体入口，所述法兰盘上设有分别与所述燃料入口和氧化剂入口对应的燃料通道和氧化剂通道，所述喷注盘上以环形阵列的方式设有多个与所述燃料通道和氧化剂通道连通的喷注孔。
2.如权利要求1所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述喷注盘上位于所述喷注孔的外周以环形阵列的方式设有多个冷却孔。
3.如权利要求2所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述喷注孔的圈数为四圈，所述冷却孔的圈数为一圈。
4.如权利要求1所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述燃料通道倾斜设置。
5.如权利要求4所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述法兰盘上位于所述燃料通道的前端设有燃料进口，所述燃料进口与所述燃料入口相对应。
6.如权利要求1所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述氧化剂通道包括左右对称设置的第一氧化剂通道和第二氧化剂通道，且所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道均为倾斜设置。
7.如权利要求6所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述法兰盘上位于所述第一氧化剂通道和第二氧化剂通道的前端设有氧化剂进口，所述氧化剂进口与所述氧化剂入口相对应。
8.如权利要求1所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述法兰盘的上下两端均设有定位孔，所述电动气阀上设有与所述定位孔对应的定位销。
9.如权利要求8所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述法兰盘的四角均设有安装孔，所述电动气阀上设有与所述安装孔对应的固定孔。
10.如权利要求1所述的轻质快响应凝胶双组元发动机，其特征在于，所述推力室上还设有测压球头。
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| CN202120257164.8U CN214145702U (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种轻质快响应凝胶双组元发动机 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN214145702U true CN214145702U (zh) | 2021-09-07 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112780446A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-11 | 西安中科宇航动力技术有限公司 | 一种轻质快响应凝胶双组元发动机 |
| CN113882967A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-04 | 北京航空航天大学 | 一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统 |
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2021
- 2021-01-29 CN CN202120257164.8U patent/CN214145702U/zh active Active
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