一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器
本发明公开一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，包括集合器、加厚一底、均流二底、大缩进喷嘴单元、入口顶盖、身部和整流栅；大缩进喷嘴单元均匀安装到均流二底中，加厚一底安装在均流二底的一端端口内；入口顶盖与均流二底另一端端口连接，形成燃气发生器头部；均流二底安装有加厚一底的一端与身部一端连接，身部另一端与整流栅连接；集合器套在燃气发生器头部和身部外部，形成燃气发生器。本发明适用于双组元液体火箭发动机，用于促进推进剂掺混均匀，提高燃烧效率，降低烧蚀风险，增强工作适应性和燃烧稳定性。
发明专利
CN202311275095.3
2023-09-28
CN117365782A
2024-01-09
F02K9/52(2006.01)
北京航天动力研究所
韩长霖;孔维鹏;田原;王晓丽;刘倩;潘亮;刘红珍;张晋博;张亚;郭洪坤;杨婷;宫绍天;杨进慧;吴有亮;李泳江;王希杰;郑大勇;金志磊
100076 北京市丰台区南大红门路1号(北京9200信箱11分箱)
中国航天科技专利中心
张欢
北京;11
1.一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，包括集合器(1)、加厚一底(2)、均流二底(3)、大缩进喷嘴单元(4)、入口顶盖(5)、身部(6)和整流栅(7)； 大缩进喷嘴单元(4)均匀安装到均流二底(3)中，加厚一底(2)安装在均流二底(3)的一端端口内；入口顶盖(5)与均流二底(3)另一端端口连接，形成燃气发生器头部；均流二底(3)安装有加厚一底(2)的一端与身部(6)一端连接，身部(6)另一端与整流栅(7)连接；集合器(1)套在燃气发生器头部和身部(6)外部，形成燃气发生器。 2.根据权利要求1所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述入口顶盖(5)通过增材制造工艺制成，包括顶盖和第一入口法兰，顶盖为圆盘结构，顶盖中心开有中心孔，第一入口法兰通过第一圆角过渡结构(51)过渡连接至顶盖中心孔侧面的通孔处，第一圆角过渡结构(51)为弯管状。 3.根据权利要求2所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述入口顶盖(5)的第一圆角过渡结构(51)与顶盖的连接处为入口过渡段，入口过渡段采用大圆角过渡变径结构(52)，倒圆角的半径取值范围为5mm～30mm，第一圆角过渡结构(51)的横截面从第一入口法兰端开始由圆形过渡变化为椭圆形。 4.根据权利要求3所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述加厚一底(2)上均匀分布若干喷嘴安装孔，形成若干喷嘴独立燃烧区(21)，在加厚一底(2)的中心处设置盲孔，使得位于加厚一底的中心处厚度变薄，形成薄一底部分，薄一底部分周围为厚一底部分，厚一底部分的厚度为薄一底部分的厚度的2～8倍。 5.根据权利要求4所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述集合器(1)通过增材制造工艺制成，第二入口法兰(11)与球形本体(12)通过第二圆角过渡结构(13)过渡连接，球形本体(12)上设置燃气发生器头部安装孔和身部安装孔，第二入口法兰(11)设置在球形本体(12)侧面。 6.根据权利要求5所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述均流二底(3)采用增材制造工艺制成，包括火药喷管、二底结构和筒段；二底结构和筒段同轴，为一体结构；火药喷管沿二底结构和筒段的中心轴设置；二底结构的中心设置入口顶盖安装孔，二底结构上以火药喷管为中心均匀分布若干圈喷嘴单元安装孔，每个喷嘴单元安装孔均通过变径倾斜均流孔(31)与入口顶盖安装孔连通；位于同一圈上的变径倾斜均流孔(31)的直径相同，从最内圈的变径倾斜均流孔(31)开始，位于不同圈上的变径倾斜均流孔(31)的直径逐渐变大；筒段的侧壁上依次排列若干圈等径均流孔(32)，二底结构与集合器(1)的燃气发生器头部安装孔配合安装；火药喷管插入入口端盖(5)的顶盖中心孔中。 7.根据权利要求6所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述大缩进喷嘴单元(4)采用大缩进喷嘴，外喷嘴(43)上设置二次喷注孔(41)；每个大缩进喷嘴单元(4)的内喷嘴(42)与均流二底(3)的喷嘴单元安装孔配合安装，外喷嘴(43)与加厚一底(2)上的喷嘴安装孔配合安装。 8.根据权利要求7所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，所述的整流栅(7)通过增材制造工艺制成，整流面呈球面构型，沿球径方向均匀分布若干圈球面径向均流孔(71)，位于同一圈上的球面径向均流孔(71)的半径相同，在球面径向均流孔(71)的上下游均设置倒圆角结构(72)；以整流栅(7)的中心点为圆心，位于奇数圈上的各圈球面径向均流控(71)的半径大小相同，位于偶数圈上的各圈球面径向均流控(71)的半径大小相同，相邻两圈上的球面径向均流控(71)的半径大小不同。 9.根据权利要求8所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，集合器(1)、加厚一底(2)、均流二底(3)、身部(6)和整流栅(7)同轴。 10.根据权利要求1～9任一所述的一种均匀掺混可靠燃烧的燃气发生器，其特征在于，推进剂分别流经集合器(1)的第二圆角过渡结构(13)和入口顶盖(5)的第一圆角过渡结构进入所述燃气发生器内，并依次通过均流二底(3)的变径倾斜均流孔(31)和等径均流孔(32)进入各大缩进喷嘴单元(4)； 推进剂在大缩进喷嘴单元(4)的大缩进燃烧区进行一次掺混燃烧，一次掺混燃烧后的燃气与流经外喷嘴(43)的二次喷注孔(41)的推进剂进入加厚一底(2)的喷嘴独立燃烧区(21)内进行补燃；点火过程中从均流二底(3)的火药喷管进入的点火器的燃气首先引燃最内圈薄底结构附近的大缩进喷嘴单元(4)； 燃烧后的燃气到达身部(6)下游的整流栅(7)。