一种变推力矢量液体火箭发动机
本发明属于火箭发动机领域，具体涉及了一种变推力矢量液体火箭发动机，旨在解决现有技术中对系统的冷却功能要求较高、对发动机系统结构的设计和材料的选择都较为苛刻，以及喷管结构变化连动的精确性难以保证的问题。本发明包括：转动机构，其与火箭转动连接，转动机构用于驱动喷管沿燃烧室的轴线进行周向旋转；第一摆动机构，其与转动机构连接；第二摆动机构与第一摆动机构连接；喷管包括第一喷管和第二喷管，喷管与第二摆动机构转动连接。本发明可以有效减少高频振荡问题，并且综合来看设计结构相对简单，灵活性高，可靠性高。
发明专利
CN202410133077.X
2024-01-31
CN117662327A
2024-03-08
F02K9/84(2006.01)
中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
应森名;聂万胜;仝毅恒;曹炜;姜传金;黄柯嘉;杨凯淇;白莹
101407 北京市怀柔区雁栖镇八一路一号
北京市恒有知识产权代理事务所(普通合伙)
郭文浩%尹文会
北京;11
1.一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，包括转动机构（100）、第一摆动机构（200）、第二摆动机构（300）和喷管（400）； 所述转动机构（100）与火箭转动连接，所述转动机构（100）用于驱动所述喷管（400）沿燃烧室的轴线进行周向旋转； 所述第一摆动机构（200）与所述转动机构（100）连接，所述第一摆动机构（200）用于驱动所述喷管（400）在平面内沿第一方向往复摆动； 所述第二摆动机构（300）与所述第一摆动机构（200）连接，所述第二摆动机构（300）用于驱动所述喷管（400）在平面内沿与所述第一方向垂直的方向往复摆动，实现变推力； 所述喷管（400）包括第一喷管（401）和第二喷管（402），所述第一喷管（401）和所述第二喷管（402）沿所述第二摆动机构（300）的中点对称设置，所述喷管（400）与所述第二摆动机构（300）转动连接。 2.根据权利要求1所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述转动机构（100）包括转台固定座（101）、旋转控制器（102）和转台（103）； 所述转台固定座（101）与火箭和旋转控制器（102）的外壳固定，所述旋转控制器（102）与所述转台（103）驱动连接，并用于驱动所述转台（103）周向转动，所述转台（103）与所述转台固定座（101）轴承连接，所述转台（103）与所述第一摆动机构（200）连接。 3.根据权利要求2所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第一摆动机构（200）包括第一伺服电机（201）、第一固定板（202）、第一带轮（203）、第一传送带（204）、第二带轮（205）、第一转轴（206）和连接板（207）； 所述转台（103）与所述第一伺服电机（201）的外壳和所述第一固定板（202）固定，所述第一伺服电机（201）的输出轴穿过所述第一固定板（202）与所述第一带轮（203）同轴固定，所述第一带轮（203）通过第一传送带（204）与所述第二带轮（205）带传动连接，所述第二带轮（205）与所述第一转轴（206）同轴固定，所述第一转轴（206）通过轴承安装在所述第一固定板（202）上，所述第一转轴（206）与所述连接板（207）固定，所述连接板（207）与所述第二摆动机构（300）连接。 4.根据权利要求3所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第二摆动机构（300）包括第二固定板（301）、第二伺服电机（302）、第一直齿轮（303）、第一齿条（304）、第二直齿轮（305）、第二转轴（306）、第二齿条（307）、第三齿条（308）、第三直齿轮（309）和第三转轴（310）； 所述第二固定板（301）与所述连接板（207）固定，所述第二固定板（301）与所述第二伺服电机（302）的外壳固定，所述第二伺服电机（302）的输出轴穿过所述第二固定板（301）与所述第一直齿轮（303）同轴固定，所述第一直齿轮（303）的一侧与所述第一齿条（304）啮合，所述第一齿条（304）与所述第二固定板（301）移动连接，所述第一齿条（304）与所述第二直齿轮（305）啮合，所述第二直齿轮（305）与所述第二转轴（306）同轴固定，所述第二转轴（306）通过轴承安装在所述第二固定板（301）上，所述第二转轴（306）与所述第一喷管（401）的外表面固定； 所述第一直齿轮（303）的另一侧与所述第二齿条（307）啮合，所述第二齿条（307）与所述第三齿条（308）固定，所述第二齿条（307）和所述第三齿条（308）均与所述第二固定板（301）移动连接，所述第三齿条（308）与所述第三直齿轮（309）啮合，所述第三直齿轮（309）与所述第三转轴（310）同轴固定，所述第三转轴（310）与所述第二固定板（301）轴承连接，所述第三转轴（310）与所述第二喷管（402）的外表面固定。 5.根据权利要求4所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第一齿条（304）与所述第二固定板（301）移动连接，其方式为： 所述第一齿条（304）与第一导轨（311）固定，所述第一导轨（311）沿第一导杆（312）移动，所述第一导杆（312）与所述第二固定板（301）固定。 6.根据权利要求5所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第二齿条（307）和所述第三齿条（308）均与所述第二固定板（301）移动连接； 所述第二齿条（307）与第二导轨（313）固定，所述第二导轨（313）沿第二导杆（314）移动，所述第二导杆（314）与所述第二固定板（301）固定； 所述第三齿条（308）与第三导轨（315）固定，所述第三导轨（315）沿所述第一导杆（312）移动。 7.根据权利要求6所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第一导轨（311）、所述第二导轨（313）、所述第三导轨（315）、所述第一导杆（312）和所述第二导杆（314）的形状均包括燕尾型。 8.根据权利要求7所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第一喷管（401）和所述第二喷管（402）沿所述第二固定板（301）的长度方向的中点对称设置。 9.根据权利要求8所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第二固定板（301）沿所述第二伺服电机（302）的长度方向的中线对称设置；所述第一固定板（202）在所述第一带轮（203）的两端面对称设置。 10.根据权利要求9所述的一种变推力矢量液体火箭发动机，其特征在于，所述第二转轴（306）通过第一圆环（316）与所述第一喷管（401）的外表面固定； 所述第二转轴（306）与所述第一圆环（316）的外表面固定，所述第一圆环（316）的内表面与所述第一喷管（401）固定，所述第一圆环（316）与所述第一喷管（401）同轴设置； 所述第二转轴（306）沿所述第一圆环（316）的中点对称设置，对称设置的所述第二转轴（306）的一端与所述第一圆环（316）的外圆周面固定，对称设置的所述第二转轴（306）的另一端与对称设置的所述第二固定板（301）轴承连接； 所述第一圆环（316）和对称设置的所述第二转轴（306）沿所述第二固定板（301）的长度方向的中线对称设置在所述第二喷管（402）上。