一种复合冷却喷管及火箭发动机
本申请公开了一种复合冷却喷管及火箭发动机，涉及航天工程技术领域，所述复合冷却喷管包括：第一管体，所述第一管体为单壁管；第二管体，与所述第一管体固定连接，所述第二管体的管壁内设有相邻的第一冷却通道和第二冷却通道，所述第一冷却通道与第二冷却通道不连通；其中，所述第一冷却通道设置于所述第二管靠近第一管体的一侧，所述第一冷却通道与所述第一管体的内壁连通；第一注气组件，与所述第一冷却通道连接，对所述第一管体内壁进行冷却；第二注气组件，与所述第二冷却通道连接，对所述第二管体进行冷却；降低了两种管体之间无法冷却区域的面积，提高了结构热防护可靠性。本喷管结构紧凑，适应性强，有利于控制推力室整体重量。
发明专利
CN202311706780.7
2023-12-13
CN117469053A
2024-01-30
F02K9/97(2006.01)
航天科工火箭技术有限公司
刘鑫鹏;姬威信;邵艳;孙晓伟;彭彦召;方峡;舒孟炯;潘星;卢安军;周末
431400 湖北省武汉市新洲区星谷大道216号
北京众达德权知识产权代理有限公司
安磊
湖北;42
1.一种复合冷却喷管，用作在液体火箭发动机的推力室中将气流在其中膨胀加速以高速向外喷射的载体，其特征在于，所述复合冷却喷管包括： 第一管体； 第二管体，与所述第一管体连通，所述第二管体的管壁内设有第一冷却通道和第二冷却通道，其中，所述第一冷却通道设置于所述第二管体靠近第一管体的一侧，所述第一冷却通道与所述第一管体的内壁连通； 第一注气组件，与所述第一冷却通道连接，所述第一注气组件用于向所述第一冷却通道内注入气膜冷却工质，对所述第一管体内壁进行冷却； 第二注气组件，与所述第二冷却通道连接，所述第二注气组件用于向所述第二冷却通道注入再生冷却工质并排出，对所述第二管体进行冷却。 2.根据权利要求1所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述第一冷却通道内设置有多个加速沟槽，所述气膜冷却工质进入所述加速沟槽后形成连续超音速气膜，对所述第一管体内壁进行气膜冷却。 3.根据权利要求2所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述加速沟槽的截面半径从进气端到中部逐渐收拢，所述加速沟槽的截面半径从中部到末端逐渐扩大，所述气膜冷却工质进入所述加速沟槽后先收缩再扩张形成连续超音速气膜。 4.根据权利要求1所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述第二冷却通道内设置有多个间隔排布的阻隔块。 5.根据权利要求4所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述阻隔块呈矩形。 6.根据权利要求1～5任意一项所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述第二管体包括内壁和外壁，所述第二冷却通道设置于所述内壁和外壁之间，所述第二管体设置于所述内壁靠近管道内的一侧。 7.根据权利要求6所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述第一注气组件包括： 第一气体集合器，固定于所述外壁上，所述第一气体集合器通过第一进气孔与所述第一冷却通道连接； 第一进气法兰，固定于所述第一气体集合器，所述气膜冷却工质通过第一进气法兰进入所述第一气体集合器，再通过所述第一进气孔进入所述第一冷却通道。 8.根据权利要求6所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述第二注气组件包括： 第二进气集合器，固定于所述外壁上，所述第二进气集合器通过第二进气孔与所述第二冷却通道的一端连接； 第二进气法兰，固定于所述第二进气集合器，所述再生冷却工质通过第二进气法兰进入所述第二进气集合器，再通过所述第二进气孔进入所述第二冷却通道； 第二出气集合器，固定于所述外壁上，所述第二出气集合器通过第二出气孔与所述第二冷却通道的另一端连接； 第二出气法兰，固定于所述第二出气集合器，所述第二冷却通道内冷却后的再生冷却工质排入所述第二出气集合器，再通过所述第二出气法兰排出。 9.根据权利要求8所述的复合冷却喷管，其特征在于，所述复合冷却喷管还包括回收单元，所述回收单元与所述第二出气法兰连接，所述回收单元用于将冷却后的再生冷却工质引回到推力室参与燃烧。 10.一种火箭发动机，其特征在于，所述火箭发动机的推力室内装载有如权利要求1～9任意一项所述的复合冷却喷管。