本實(shí)用新型涉及液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別是一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

推力室身部作為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，工作在高溫高壓大熱流燃?xì)猸h(huán)境下，結(jié)構(gòu)可靠性要求極高。目前，國(guó)內(nèi)外液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室身部制造主要采用擴(kuò)散焊工藝和電鑄鎳工藝兩種方式。

擴(kuò)散焊工藝是在推力室內(nèi)壁上敷設(shè)釬料或過(guò)渡層，然后將推力室內(nèi)外壁組裝至于擴(kuò)散焊爐內(nèi)進(jìn)行高溫加壓焊接。目前為了方便將推力室內(nèi)外壁裝配進(jìn)行擴(kuò)散焊焊接，通常采用的方式分為以下兩種:一是將推力室外壁分成兩瓣進(jìn)行組裝；二是將推力室內(nèi)壁分成兩段進(jìn)行裝配，以上兩種方式雖然易于組裝，但由于外壁或內(nèi)壁本身不是整體結(jié)構(gòu)，存在推力室身部整體結(jié)構(gòu)可靠性降低的缺陷。電鑄鎳工藝是在推力室內(nèi)壁上鍍過(guò)渡層后直接電鑄相應(yīng)厚度的鎳，一般為了加強(qiáng)推力室身部強(qiáng)度，電鑄鎳外側(cè)需要焊接加強(qiáng)鋼套，喉部段外側(cè)需要焊接加強(qiáng)環(huán)。電鑄鎳工藝雖然在國(guó)內(nèi)外液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較多，但也存在以下缺陷：一是電鑄鎳工藝下推力室身部各部件需要采用串行加工方式，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制約火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)進(jìn)度；二是電鑄鎳外壁與異種材料的焊接質(zhì)量不易控制，極易由于焊接應(yīng)力引起推力室內(nèi)外壁脫粘，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢；三是電鑄鎳剛性強(qiáng)，不利于推力室內(nèi)壁熱應(yīng)力的釋放，影響內(nèi)壁的使用壽命；四是電鑄鎳在分多次進(jìn)行電鑄成型時(shí)，易產(chǎn)生分層現(xiàn)象，影響推力室身部的整體強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有的推力室結(jié)構(gòu)在擴(kuò)散焊工藝下需要外壁分瓣或內(nèi)壁分段進(jìn)行裝配、整體可靠性低的缺陷，以及電鑄鎳工藝下生產(chǎn)周期長(zhǎng)、工藝可靠性差，和極易由于焊接應(yīng)力引起內(nèi)外壁脫粘，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢的缺陷，提高推力室身部的整體可靠性和工藝可行性，同時(shí)縮短其生產(chǎn)周期。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)，包括推力室身部?jī)?nèi)壁、喉部加強(qiáng)襯套、推力室身部外壁、第一集合器、第二集合器、第一接管嘴、第二接管嘴，其中

推力室身部?jī)?nèi)壁為中空漸縮漸擴(kuò)的拉瓦爾噴管狀結(jié)構(gòu)，喉部位置截面小于兩端截面，推力室身部?jī)?nèi)壁外表面設(shè)有多條沿母線方向的矩形通道，喉部加強(qiáng)襯套為中空漸縮漸擴(kuò)的拉瓦爾噴管狀結(jié)構(gòu)，喉部加強(qiáng)襯套外表面沿母線方向均勻設(shè)有多條溝槽，喉部加強(qiáng)襯套整體加工成型后沿軸線切割后得到第一喉部加強(qiáng)襯套、第二喉部加強(qiáng)襯套，推力室身部外壁截面較小端為中空桶裝結(jié)構(gòu)、中間為中空擴(kuò)張結(jié)構(gòu)、截面較大端為中空桶裝結(jié)構(gòu)，推力室身部外壁截面較小端加工出口孔，截面較大端加工進(jìn)口孔；

第一喉部加強(qiáng)襯套、第二喉部加強(qiáng)襯套分別裝在推力室身部?jī)?nèi)壁喉部位置后進(jìn)行焊接，推力室身部?jī)?nèi)壁套入到推力室身部外壁內(nèi)腔，使得推力室身部外壁截面較小端與推力室身部?jī)?nèi)壁截面較小端齊平、推力室身部外壁截面較大端與推力室身部?jī)?nèi)壁截面較大端齊平，推力室身部?jī)?nèi)壁、推力室身部外壁兩端端面接觸位置分別進(jìn)行焊接，進(jìn)口孔、出口孔與推力室身部?jī)?nèi)壁外表面的矩形通道相通，第一集合器焊接于推力室身部外壁截面較小端，第二集合器焊接于推力室身部外壁截面較大端，第一接管嘴焊接于第一集合器的焊接孔位置，第二接管嘴焊接于第二集合器的焊接孔位置，第一接管嘴、第二接管嘴進(jìn)行抽真空處理，使得推力室身部?jī)?nèi)壁、喉部加強(qiáng)襯套、推力室身部外壁相互接觸部位為真空狀態(tài)，推力室身部?jī)?nèi)壁、喉部加強(qiáng)襯套、推力室身部外壁進(jìn)行整體擴(kuò)散焊。

所述的推力室身部?jī)?nèi)壁為整體成型加工得到。

所述的推力室身部?jī)?nèi)壁外表面設(shè)有的矩形通道為通過(guò)銑切加工形成。

所述的推力室身部?jī)?nèi)壁外表面設(shè)有的矩形通道沿推力室身部?jī)?nèi)壁周向間隔均勻分布。

所述的推力室身部外壁為整體加工成型得到。

所述的外壁加工進(jìn)口孔、出口孔是通過(guò)鉆孔或電火花方式加工。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本實(shí)用新型推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)壁、外壁整體成型及整體裝配，避免了傳統(tǒng)的內(nèi)外壁分瓣或分段方法造成的整體可靠性下降問(wèn)題，有效提高了推力室身部的整體可靠性；

(2)本實(shí)用新型推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)通過(guò)使用喉部加強(qiáng)襯套結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在優(yōu)化制造工藝的同時(shí)，還起到了喉部加強(qiáng)支撐的作用，省去了傳統(tǒng)的喉部加強(qiáng)環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了推力室身部的整體可靠性和工藝可行性；

(3)本實(shí)用新型推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)包括的部件可以并行加工，相比傳統(tǒng)的電鑄鎳串行加工方式，有效縮短了推力室身部的生產(chǎn)周期，具有較好的適用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中內(nèi)壁1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中喉部加強(qiáng)襯套2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中外壁3結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室結(jié)構(gòu)在擴(kuò)散焊工藝下需要外壁分瓣或內(nèi)壁分段進(jìn)行裝配、整體可靠性低的缺陷，以及電鑄鎳工藝下生產(chǎn)周期長(zhǎng)、工藝可靠性差，和極易由于焊接應(yīng)力引起內(nèi)外壁脫粘，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢的缺陷，提出了一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了推力室身部?jī)?nèi)、外壁的整體成型，并進(jìn)行整體裝配，提高了推力室身部的整體可靠性；還由于推力室加強(qiáng)襯套起到了喉部加強(qiáng)支撐作用，省去了傳統(tǒng)的喉部加強(qiáng)環(huán)結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有電鑄鎳工藝相比本實(shí)用新型還實(shí)現(xiàn)了推力室身部?jī)?nèi)、外壁和喉部加強(qiáng)襯套的并行加工，有效縮短了推力室身部的生產(chǎn)周期，另外，推力室身部的喉部加強(qiáng)襯套上溝槽的設(shè)計(jì)有助于減輕身部重量，具有較好的使用價(jià)值，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示為一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)，推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)包括推力室身部?jī)?nèi)壁1、喉部加強(qiáng)襯套2、推力室身部外壁3、第一集合器4、第二集合器5、第一接管嘴6、第二接管嘴7，如圖2所示為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中內(nèi)壁1結(jié)構(gòu)示意圖，內(nèi)壁1為中空漸縮漸擴(kuò)的拉瓦爾噴管狀結(jié)構(gòu)，中間部位(即喉部位置)截面小于兩端截面，喉部段型面為縮放形狀，為整體成型加工得到，內(nèi)壁1外表面設(shè)有通過(guò)銑切加工形成的數(shù)條沿母線方向的矩形通道，各條通道沿周向間隔均勻分布。

如圖3所示為本實(shí)用新型一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中喉部加強(qiáng)襯套2結(jié)構(gòu)示意圖，喉部加強(qiáng)襯套2也為中空漸縮漸擴(kuò)的拉瓦爾噴管狀結(jié)構(gòu)，其中，為減輕推力室身部重量，喉部加強(qiáng)襯套2外表面沿母線方向均勻設(shè)有多條溝槽，溝槽底面型面與推力室身部?jī)?nèi)壁1的喉部段型面保持一致，喉部加強(qiáng)襯套2為整體加工后沿軸線切割后得到。

如圖4所示為一種帶喉部加強(qiáng)襯套的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)中外壁3結(jié)構(gòu)示意圖，外壁3靠近截面較小端為中空桶裝結(jié)構(gòu)、中間為中空擴(kuò)張結(jié)構(gòu)、靠近截面較大端為中空桶裝結(jié)構(gòu)，外壁3經(jīng)原材料整體成型得到，在零件狀態(tài)通過(guò)鉆孔或電火花方式在對(duì)應(yīng)內(nèi)壁1矩形通道位置加工進(jìn)口孔、出口孔。

在整體成型的內(nèi)壁1的喉部段位置裝配分為兩瓣的喉部加強(qiáng)襯套2，然后對(duì)分為兩瓣的喉部加強(qiáng)襯套2進(jìn)行焊接，接下來(lái)將整體成型的外壁3從內(nèi)壁1的截面較小端套入，使得外壁3截面較小、大的一端分別與內(nèi)壁1截面較小、大的一端齊平，并對(duì)內(nèi)壁1與外壁3兩端端面接觸位置分別進(jìn)行焊接，下一步將第一集合器4焊接于外壁3截面較小端外側(cè)凸臺(tái)位置，將第二集合器5焊接于外壁3截面較大端外側(cè)凸臺(tái)位置，最后將第一接管嘴6和第二接管嘴7分別焊接于第一集合器4和第二集合器5留有的焊接孔位置，進(jìn)而得到組合件，對(duì)裝配完成的組合件進(jìn)行抽真空處理，使得內(nèi)壁1、喉部加強(qiáng)襯套2、外壁3三部件間相互接觸部位為真空狀態(tài)，最后對(duì)內(nèi)壁1、喉部加強(qiáng)襯套2、外壁3三部件進(jìn)行整體擴(kuò)散焊，完成液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室?jiàn)A層結(jié)構(gòu)制作。

本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。