固液火箭发动机推力矢量喷管
本申请提供了固液火箭发动机推力矢量喷管，包括喷管外壳、喷管主体以及催化组件；喷管外壳套设喷管主体；喷管主体具有渐缩段及渐扩段；渐缩段与喷管外壳之间围有第一集液腔，渐扩段与喷管外壳之间围有第二集液腔；喷管外壳上具有导入通道，喷管主体具有冷却通道，氧化剂通过导入通道导入至第一集液腔，并由第一集液腔通过冷却通道导入至第二集液腔，冷却通道内的氧化剂与喷管主体的燃料发生热交换；渐扩段具有喷气孔，催化床与喷气孔连通，热交换后的氧化剂通过第二集液腔导入至催化组件，并从喷气孔喷注至喷管主体。本申请对流换热带走多余热量，一方面降低喷管主体烧蚀，一方面加热过氧化剂，产生良好的二次喷注效果，进而产生推力矢量。
发明专利
CN202311768384.7
2023-12-21
CN117605596A
2024-02-27
F02K9/97(2006.01)
北京航空航天大学
田辉;谭广;葛晅宏;郭海洲;蔡国飙;朱浩
100089 北京市海淀区学院路37号
北京超凡宏宇知识产权代理有限公司
陈莹
北京;11
1.一种固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，包括喷管外壳、喷管主体以及催化组件； 所述喷管外壳套设所述喷管主体；喷管主体具有渐缩段以及与所述渐缩段连通的渐扩段；所述渐缩段与所述喷管外壳之间围设有第一集液腔，所述渐扩段与所述喷管外壳之间围设有第二集液腔； 所述喷管外壳上具有连通所述第一集液腔的导入通道，所述喷管主体具有连通所述第一集液腔和所述第二集液腔的冷却通道，氧化剂通过导入通道能够导入至所述第一集液腔，并由所述第一集液腔通过所述冷却通道导入至所述第二集液腔，所述冷却通道内的所述氧化剂能够与所述喷管主体的燃料发生热交换； 所述渐扩段具有喷气孔，所述催化组件的一端与所述第二集液腔连通且另一端与所述喷气孔连通，热交换后的所述氧化剂通过所述第二集液腔导入至所述催化组件，并从所述喷气孔喷注至所述喷管主体的主流道内。 2.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述催化组件包括催化床、第一管道、第二管道以及第三管道； 所述喷气孔沿所述喷管主体的厚度方向延伸，所述第一管道设置于所述喷管外壳且与所述喷气孔连通； 所述催化床的一端通过第二管道与所述第二集液腔连通且另一端通过所述第三管道与所述第一管道连通，热交换的氧化剂依次通过所述第二管道、所述催化床、所述第三管道以及所述第一管道，并从所述喷气孔喷注至所述喷管主体。 3.根据权利要求2所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述催化床内部设置有多层镍基银网，多层所述镍基银网沿所述喷管主体的径向方向依次叠加，多层所述镍基银网能够将所述氧化剂分解为高温分解气体。 4.根据权利要求3所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述催化床以及所述喷管外壳一体成型。 5.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述喷管外壳包括第二连接部以及一端与所述第二连接部连通的且另一端与燃烧连通的第一连接部； 所述第一连接部上开设有与内侧壁连通的导流通道，所述导入通道开设于所述第一连接部，其一端与所述渐扩段的外侧壁连通且另一端与所述导流通道； 所述第一连接部朝向燃烧室的端面开设有第二环形凹槽，使得所述第一连接部的内侧壁朝向所述燃烧室形成有第一环形凸起边沿； 所述渐缩段上开设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述导流通道相对，使得所述第三环形凹槽与所述导流通道构成所述第一集液腔； 所述渐缩段朝向所述第一连接部延伸有能够抵接形成有所述第二环形凹槽的侧壁的第一限位沿。 6.根据权利要求5所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述第二连接部远离所述第一连接部的一端开设有第四环形凹槽，所述渐扩段上与所述第四环形凹槽相对的位置上开设有第五环形凹槽，所述第四环形凹槽与所述第五环形凹槽构成所述第二集液腔。 7.根据权利要求6所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述固液火箭发动机推力矢量喷管还包括喷管衬体； 所述喷管外壳具有直筒安装腔，所述喷管主体设置于所述直筒安装腔； 所述喷管衬体设置于所述喷管外壳与所述喷管主体之间。 8.根据权利要求5所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述固液火箭发动机推力矢量喷管还包括第一密封圈； 所述第一连接部朝向燃烧室的一侧还开设有第六环形凹槽； 所述第一密封圈分别设置于所述第二环形凹槽以及所述第六环形凹槽。 9.根据权利要求7所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述固液火箭发动机推力矢量喷管还包括第二密封圈和第三密封圈； 所述第二密封圈设置于所述第二连接部与所述渐扩段之间，且所述第二密封圈位于所述喷管衬体与所述第五环形凹槽之间； 所述第三密封圈设置于所述第一连接部与所述渐缩段之间，且所述第三密封圈位于所述喷管衬体与所述第三环形凹槽之间。 10.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力矢量喷管，其特征在于，所述冷却通过设置有多个，多个所述冷却通道沿所述喷管主体的周向方向间隔排布。