本實用新型涉及火箭發(fā)動機，尤其涉及一種防回火的火箭發(fā)動機。

背景技術(shù)：

膏體推進劑是一種新型的非固非液推進劑，是化學(xué)火箭推進領(lǐng)域的一類特殊推進劑,它是用少量的凝膠劑(或增稠劑、穩(wěn)定劑)將大量的氧化劑、燃料或者它們的混合物均勻攪拌混合形成具有一定結(jié)構(gòu)和特定性能,并且具有一定儲存期的“牙膏”狀懸浮體推進劑,屬非牛頓流體,具有液體和固體推進劑的最佳綜合特性。它儲存時就像固體推進劑,加壓后產(chǎn)生流動性又像液體推進劑,但不泄漏,不爆炸,更安全可靠。膏體火箭發(fā)動機可以多次開關(guān)機和重新啟動,比固體發(fā)動機更容易控制，可以實現(xiàn)廣泛的推力調(diào)節(jié)。因此可以應(yīng)用于導(dǎo)彈及衛(wèi)星上作為姿態(tài)調(diào)整控制的發(fā)動機。

要實現(xiàn)膏體火箭發(fā)動機的推力調(diào)節(jié)，就必須控制推進劑的流量，甚至于熄火與重新啟動。而在熄火時，必須防止火焰向推進劑儲箱內(nèi)傳播，以防止推進劑儲箱爆炸。因此，膏體火箭發(fā)動機上必須有防回火功能。

根據(jù)目前已公開的文獻(xiàn)和專利，防回火功能的實現(xiàn)一般是利用膏體推進劑的防回火半徑設(shè)計推進劑輸送管道，當(dāng)管道半徑小于防回火半徑時，熱量不足以支持火焰的繼續(xù)傳播，從而達(dá)到防回火的目的。其優(yōu)點是不需要設(shè)計任何特殊的裝置就能實現(xiàn)防回火；而缺點也很明顯，因為防回火半徑一般都非常小，通常只有幾毫米，輸送會有大量的能量消耗，而且也不能實現(xiàn)大范圍的流量調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是提供一種防回火的火箭發(fā)動機，其能夠防止膏體火箭發(fā)動機在停止工作時火焰向推進劑儲箱傳播，提高了膏體火箭發(fā)動機的安全性。

本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：一種防回火的火箭發(fā)動機，其包括氣瓶、氣體節(jié)流閥、推進劑儲箱、活塞、液體節(jié)流閥、防回火裝置、首次點火裝置、再點火裝置、燃燒室和噴管；

所述氣瓶內(nèi)存儲有高壓氣體；

所述活塞可滑動地設(shè)置于所述推進劑儲箱內(nèi)，且將所述推進劑儲箱分成左右兩部分；所述氣瓶通過進氣管與所述推進劑儲箱的左部連接，所述進氣管上設(shè)置有氣體節(jié)流閥；

所述推進劑的右部通過進液管與所述防回火裝置一端連接，所述防回火裝置的另一端與所述燃燒室連通；所述噴管與所述燃燒室連通；

所述首次點火裝置設(shè)置于所述燃燒室的側(cè)壁上，所述再點火裝置設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)，并位于所述燃燒室與所述防回火裝置的連通處；

所述進液管上設(shè)置有液體節(jié)流閥。

可選的，所述防回火裝置與所述燃燒室的左端連通；所述噴管與所述燃燒室的右端連通。

可選的，所述防回火裝置包括殼體、孔盤座、孔盤、隔熱孔盤、活塞套、彈性元件和防回火活塞；所述殼體的左端連接于進液管，所述孔盤座的右端與所述燃燒室連通；殼體內(nèi)壁的形狀為先收縮后擴張，殼體內(nèi)壁的擴張端與孔盤座固連形成防回火裝置的外殼體，殼體擴張端的內(nèi)壁設(shè)有臺階面；孔盤固定在孔盤座的內(nèi)壁上，隔熱孔盤設(shè)置在孔盤座內(nèi)壁，且隔熱孔盤一端與孔盤固連，隔熱孔盤另一端卡在殼體擴張端的臺階面上；活塞套穿過孔盤和隔熱孔盤的中心，與孔盤內(nèi)壁固連；防回火活塞頂面為錐面，彈性元件一端與防回火活塞底部連接，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，防回火活塞沿活塞套運動；當(dāng)防回火活塞未受力時，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴張段的起始位置接觸。

可選的，所述孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個通孔；隔熱孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個通孔，所述隔熱孔盤上的通孔數(shù)量與孔盤上的通孔數(shù)量相同，隔熱孔盤的通孔與孔盤的通孔相通。

可選的，所述防回火活塞底部為空心，彈性元件一端伸入防回火活塞底部。

本實用新型具有如下有益效果：本實用新型通過設(shè)置防回火裝置，能夠有效控制膏體火箭發(fā)動機的回火，在火箭發(fā)動機關(guān)閉時，能及時關(guān)斷膏體推進劑的供應(yīng)通道，不會產(chǎn)生大量的能量的消耗，而且也能實現(xiàn)大范圍的流量調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本實用新型的防回火的火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的防回火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記示意為：1-氣瓶；2-氣體節(jié)流閥；3-推進劑儲箱；4-活塞；5-液體節(jié)流閥；6-防回火裝置；60-彈性元件；61-殼體；62-防回火活塞；63-螺釘；64-墊片；65-孔盤座；66-孔盤；67-銷釘；68-隔熱孔盤；69-活塞套；70-密封圈；7-首次點火裝置；8-再點火裝置；9-燃燒室；10-噴管；11-壓力傳感器；12-控制器。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步闡述。

實施例1

本實施例提供了一種防回火的火箭發(fā)動機，其包括擠壓系統(tǒng)、推進劑儲箱、液體節(jié)流閥、防回火裝置、再點火裝置、首次點火裝置、燃燒室和噴管。

本實施例中，所述推進劑儲箱內(nèi)儲存有膏體推進劑，所述擠壓系統(tǒng)可以將所述推進劑儲箱內(nèi)的膏體推進劑擠出所述推進劑儲箱，本實施例中，所述推進劑儲箱內(nèi)設(shè)置有活塞，所述活塞將所述推進劑儲箱分成左右兩個部分，所述推進劑儲箱的右部內(nèi)存儲有膏體推進劑，所述擠壓系統(tǒng)包括氣瓶和氣體節(jié)流閥，所述氣瓶內(nèi)儲存有高壓氣體，所述氣瓶通過進氣管與所述推進劑儲箱的左部連接，當(dāng)氣體從所述氣瓶內(nèi)流入推進劑儲箱時，高壓氣體推動活塞向右運動，從而將膏體推進劑擠出推進劑儲箱。

優(yōu)選地，所述進氣管上安裝有氣體節(jié)流閥，所述氣體節(jié)流閥能夠控制進氣管內(nèi)的氣體流速和流量，從而可以實現(xiàn)對膏體推進劑擠出速度的控制。

所述推進劑儲箱的右部通過進液管與所述燃燒室連通，或者所述推進劑儲箱的右部通過進液管連接于所述防回火裝置，所述防回火裝置與所述燃燒室連通，以將膏體推進劑通過進液管輸送至所述燃燒室，并且在燃燒室內(nèi)燃燒，本實施例中，所述進液管與所述燃燒室的左端連通，所述首次點火裝置和再次點火裝置均設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)，且所述首次點火裝置設(shè)置于所述燃燒室的側(cè)壁上，再次點火裝置設(shè)置于所述燃燒室與所述進液管(防回火裝置)的連通處，即通過所述進液管所進入的膏體通過所述再次點火裝置進入所述燃燒室內(nèi)。

所述燃燒室的右端與所述噴管連通，以將所述燃燒內(nèi)的高溫高壓的氣體通過所述噴管噴出，從而推進火箭向前運動。

所述進液管上沿膏體推進劑的流動方向上依次設(shè)置有液體節(jié)流閥和防回火裝置，所述液體節(jié)流閥能調(diào)整所述膏體推進劑的流速和流量，所述防回火裝置能夠防止火焰向推進劑儲箱內(nèi)傳播。

本實施例中，所述防回火裝置包括殼體、孔盤座、孔盤、隔熱孔盤、活塞套、彈性元件和防回火活塞；所述殼體的左端連接于進液管，所述孔盤座的右端與所述燃燒室連通；殼體內(nèi)壁的形狀為先收縮后擴張，殼體內(nèi)壁擴張的一端(右端)與孔盤座通過螺釘固連形成防回火裝置的外殼體；殼體擴張端的內(nèi)壁設(shè)有臺階面；孔盤通過螺紋固定在孔盤座的內(nèi)壁上，隔熱孔盤設(shè)置在孔盤座內(nèi)壁，且隔熱孔盤一端與孔盤通過銷釘固連，另一端卡在殼體擴張端的臺階面上；孔盤遠(yuǎn)離殼體擴張端的臺階面，活塞套穿過孔盤和隔熱孔盤的中心，通過螺紋與孔盤內(nèi)壁固連；防回火活塞頂面為錐面，彈性元件一端與防回火活塞底部連接，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，防回火活塞沿活塞套運動；當(dāng)防回火活塞未受力時，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴張段的起始位置接觸，起著阻隔膏體推進劑進入殼體的擴張部分的作用。

所述孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個通孔；優(yōu)選地，所述通孔的數(shù)量為45個；隔熱孔盤為環(huán)形，環(huán)形面上均勻分布多個通孔，所述隔熱孔盤上的通孔數(shù)量與孔盤上的通孔數(shù)量相同，隔熱孔盤的通孔與孔盤的通孔相通。

所述防回火活塞底部為空心，彈性元件一端伸入防回火活塞底部，即所述彈性元件的一端伸入防回火活塞底部，另一端設(shè)置在活塞套內(nèi)，使得防回火活塞沿活塞套運動。本實施例中，所述彈性元件為彈簧。

本實施例中，為保證所述殼體和孔盤座之間連接的密封性，所述殼體與孔盤座的連接面設(shè)有墊片，保證兩者之間良好的密封性。

當(dāng)防回火活塞未受力時，防回火活塞的頂部錐面與殼體擴張段的起始位置接觸，以達(dá)到密封效果。

所述防回火的火箭發(fā)動機的工作原理為：在發(fā)動機需要工作時，氣瓶內(nèi)的氣體通過進氣管進入推進劑儲箱，使得膏體推進劑沿進液管流動，并推動防回火活塞與殼體的接觸面分離，使彈性元件壓縮，膏體推進劑從防回火活塞與殼體之間的縫隙流過，進入殼體的擴張部分，再依次經(jīng)過隔熱孔盤和孔盤上的若干通孔進入燃燒室，此時點火裝置啟動將膏體推進劑點燃，產(chǎn)生燃?xì)?，燃?xì)饨?jīng)拉瓦爾噴管加速噴出，產(chǎn)生推力，火箭發(fā)動機工作。

在發(fā)動機停止工作時，推進劑儲箱內(nèi)的壓力減小，由于彈性元件彈力的作用，防回火活塞與殼體之間的通道關(guān)閉，隔斷推進劑儲箱與燃燒室連通，有效地防止火焰向推進劑儲箱傳播，保證了膏體火箭發(fā)動機的安全。

隔熱孔盤能有效阻止燃燒室內(nèi)高溫通過熱傳導(dǎo)的方式向孔盤上游的膏體推進劑傳遞；同時，孔盤上一定長度的多孔通道，能夠使孔內(nèi)的火焰隨著傳播的過程而逐漸散熱，直至熄火，從而起到防回火的作用。

當(dāng)發(fā)動機再次工作時，其工作過程與首次工作類似，但是需要使用再次點火裝置進行點火，即當(dāng)發(fā)動機終止工作時，再點火裝置低溫段因為散熱會熄火，當(dāng)膏體推進劑再次進行燃燒室時，再點火裝置的高溫段會使得流經(jīng)其中的膏體推進劑受熱點火，實現(xiàn)多次啟動。

為控制所述燃燒室內(nèi)的壓強，所述燃燒室內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述方回火的火箭發(fā)動機還包括控制器，所述壓力傳感器與所述控制器信號連接，以將其采集的燃燒室內(nèi)的壓力信號傳遞至所述控制器，所述控制器還信號連接于所述氣體節(jié)流閥和液體節(jié)流閥，以實現(xiàn)對所述氣體節(jié)流閥和液體節(jié)流閥的調(diào)節(jié)，從而調(diào)整對所述燃燒室內(nèi)供應(yīng)的膏體推進劑的量，從而可以有效地控制所述燃燒室的壓強，并進一步，可以控制所述火箭的推力。

以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。