一种固体火箭发动机防烧蚀结构
阅读：841发布：2020-05-14
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一种固体火箭发动机防烧蚀结构
技术领域
背景技术
[0002] 固体火箭发动机依靠的动能，来源于装填在发动机壳体内的固体推进剂高压燃烧反应产生的燃气。这些燃气经喷管中膨胀加速到很高速度，从而气体内能转化为排气的动能。推进剂在燃烧过程中，发动机的绝热层经受高温燃气的冲刷后，绝热层会产生烧蚀。绝热层的烧蚀过程会产生固体残渣并脱落，这些固体残渣随高温燃气一起流动，其中部分固体残渣经喷管流出，另一些会附着在发动机其它零部件上。如果这些固体残渣附着在运动部件上，会阻碍运动部件的运动，甚至卡死。
[0003] 具备推力调节功能的火箭发动机目前采用燃气流量调节装置，涉及到的运动部件较多。一旦运动部件的运转受到限制，或者卡死，将带来难以估量的事故。因此如何减少绝热层在烧蚀过程产生的固体残渣，防止运动部件卡死成为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
[0004] 本发明解决的问题是如何减少绝热层在烧蚀过程产生的固体残渣，防止运动部件卡死。
[0005] 为解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种固体火箭发动机防烧蚀结构，包括：承压结构壳体；
位于所述承压结构壳体内部的绝热层；
在所述绝热层的内形面嵌入的抗冲刷低残渣防护层。
位于所述承压结构壳体内部的绝热层；
在所述绝热层的内形面嵌入的抗冲刷低残渣防护层。
[0006] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的技术方案具有结构简单、紧凑、装配方便、工作可靠等特点，减少了绝热层在烧蚀过程产生的固体残渣，防止运动部件卡死。既能起到有效的隔热作用，又能抗冲刷。不仅可以降低绝热层的烧蚀量，而且承受更高的燃气温度和更长的工作时间。另外该设计方案可靠有效，实施起来比较简单方便。
附图说明
附图说明
[0007] 图1是本发明实施例提供的固体火箭发动机防烧蚀结构的结构图。
具体实施方式
[0008] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0009] 其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0010] 目前，新型固体火箭发动机采用涂层来提高绝热层的抗冲刷能力、降低烧蚀率、承受更高的燃气温度和更长的工作时间，但这种方法存在如下缺点：1. 工艺过程比较复杂，需要专业的工艺设备，经历多种工艺过程，最后成型。
[0011] 2. 不同的绝热层材料，涂层需求的工艺要求不同，加大了加工难度。
[0012] 3. 采用涂层方法，相比较不加涂层方法可以承受更长的工作时间，但对过长工作时间的固体火箭发动机不太适用。
[0013] 因此如何减少绝热层在烧蚀过程产生的固体残渣，防止运动部件卡死成为目前亟待解决的问题之一。
[0014] 为解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种固体火箭发动机防烧蚀结构，图1是本发明实施例提供的固体火箭发动机防烧蚀结构方案的结构图，下面结合图1详细说明。
[0015] 承压结构壳体1；位于所述承压结构壳体1内部的绝热层2；
在所述绝热层2的内形面嵌入的抗冲刷低残渣防护层3。
在所述绝热层2的内形面嵌入的抗冲刷低残渣防护层3。
[0016] 防烧蚀结构的最外层为承压结构壳体1，绝热层2位于承压结构壳体1，抗冲刷低残渣防护层3嵌入绝热层2型面内。在防烧蚀结构的承压结构壳体1内，采用低导热系数的绝热层2，起到隔热作用。在绝热层2内形面嵌入抗冲刷低残渣防护层3，抗冲刷低残渣防护层3防止高温燃气与绝热层2直接接触，能承受高温高压燃气的冲刷，可有效减少绝热结构残渣产生。该抗冲刷低残渣防护层3由耐高温低烧蚀材料制造而成，比如铼、钨、钼等，及其合金，也可用难熔的陶瓷材料等，其主要作用承受温高压燃气的冲刷，可以有效减少绝热层2烧蚀量。
[0017] 具体实施过程中，固体火箭发动机工作时，产生高温高压燃气，承压结构壳体1需承受燃气压力，承压结构壳体1采用高强度材料，如高强度金属或非金属材料等。绝热层2采用低导热系数材料，比如三元乙丙，主要起到隔热作用。
[0018] 高温燃气流经的区域，由于热传导、热对流、热辐射的作用下，高温燃气与抗冲刷低残渣防护层3、绝热层2以及承压结构壳体1进行热传递，导致抗冲刷低残渣防护层3、绝热层2以及承压结构壳体1温度均会升高，但由于绝热层2采用低导热系数材料，会明显减弱热传递作用，减小承压结构壳体1温升，保护承压结构壳体1在发动机工作过程中不会由于温度过高导致承压结构壳体1强度明显降低；同时减小了燃气的热能量损失，提高发动机能量利用效率。
[0019] 抗冲刷低残渣防护层3由耐高温低烧蚀材料制造而成，比如铼、钨、钼等，及其合金，也可用难熔的陶瓷材料等。抗冲刷低残渣防护层3主要用来承受高温高压燃气的冲刷，同时阻隔高温高压燃气与绝热层2的接触。如果没有抗冲刷低残渣防护层3，高温高压燃气与绝热层2直接接触，会产生大量的残渣。这些残渣随高温燃气一起流动，其中部分经喷管流出，另一些会附着在发动机其它零部件上。如果这些残渣附着在运动部件上，会阻碍运动部件的运动，甚至卡死。采用抗冲刷低残渣防护层3，避免了高温高压燃气与绝热层2直接接触。由于抗冲刷低残渣防护层3由耐高温低烧蚀材料，可以有效减少残渣的产生。
[0020] 本发明的技术方案至少具有以下有益效果：本发明的技术方案提供一种固体火箭发动机防烧蚀结构方案，提高绝热结构的抗冲刷能力、降低其烧蚀率，并且能承受更高的燃气温度和更长的工作时间。
[0021] 本发明的技术方案，不仅具有结构简单、紧凑、装配方便、工作可靠等特点；既能起到有效隔热作用，又能抗冲刷，保证绝热层2烧蚀量很小、承受更高的燃气温度和更长的工作时间，该设计方案可靠有效，实施起来比较简单方便。
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