本发明专利技术公开了一种过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，将过氧化氢分为启动路和工作路供给。启动路喷注压降大，充分雾化后与催化床接触，快速分解，放出大量热量；工作路滞后喷入催化床，在高温催化床的作用下快速分解，产生高温气体进入燃烧室与药柱发生燃烧反应。燃烧室建压完成后，启动路关闭，并迅速进行短时间吹除。分两路极大的加快过氧化氢的催化分解速度，降低过氧化氢催化分解延迟时间，加快固液火箭发动机的点火启动过程，有利于固液火箭发动机在上面级、临近空间飞行器等领域的应用。
【技术实现步骤摘要】
过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床
本专利技术涉及一种快速催化固液火箭发动机催化床，主要用于多次启动固液火箭发动机的氧化剂催化分解，属于固液火箭发动机领域。
技术介绍
过氧化氢固液火箭发动机具有安全性好、推力调节容易、可实现关机和多次启动、无毒无污染、药柱稳定性好、温度敏感性低和经济性好等优点。十分符合临近空间飞行器动力系统快速、经济、可靠、安全、绿色、大空域、大推力调节和推力智能控制的要求。对于已有催化床，过氧化氢催化延迟时间在秒量级，是过氧化氢固液火箭发动机启动延迟的关键时间，多次点火延迟时间长，不利于过氧化氢固液火箭发动机在上面级、临近空间飞行器等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，将过氧化氢分为启动路和工作路供给。启动路喷注压降大，充分雾化后与催化床接触，快速分解，放出大量热量；工作路滞后喷入催化床，在高温催化床的作用下快速分解，产生高温气体进入燃烧室与药柱发生燃烧反应。燃烧室建压完成后，启动路关闭，并迅速进行短时间吹除。分两路极大的加快过氧化氢的催化分解速度，降低过氧化氢催化分解延迟时间，加快固液火箭发动机的点火启动过程，有利于固液火箭发动机在上面级、临近空间飞行器等领域的应用。启动路过氧化氢从头腔进入喷注面板边区的启动路积液腔，经启动路喷注孔后在启动路雾化区雾化，与催化床接触，快速分解产生大量热量，加热催化床，最后气体进入燃烧室；在燃烧室建压完成后，停止启动路过氧化氢供应，并迅速开启启动路氮气吹除进行短时间吹除，避免启动路积液腔内过氧化氢受热后急剧分解产生爆炸。工作路过氧化氢滞后从头腔进入喷注面板中心区域，经工作路喷注孔均匀进入催化床，在高温催化床的作用下快速分解，由气体喷注面板喷出，在燃烧室内与固体燃烧发生燃烧反应。所述头腔，用于启动路和工作路过氧化氢的流入。过氧化氢经由头腔进入积液腔。头腔与壳体之间通过螺栓连接紧固。所述密封垫，用于启动路与工作路、壳体之间的密封。密封垫选用与过氧化氢相容的聚四氟乙烯材料。由头腔与壳体连接的螺栓压紧实现密封。所述喷注面板，指分区域液体喷注面板，对启动路过氧化氢起喷注雾化作用，对工作路过氧化氢起均流作用。分区域液体喷注面板，中心区为工作路积液腔和工作路喷注小孔，过氧化氢由积液腔经喷注小孔均匀流入催化床；边区为启动路积液腔、喷注小孔和雾化区，过氧化氢经积液腔后，在喷注小孔喷注，在雾化区雾化后在进入催化床。所述催化床，用于过氧化氢的催化分解。催化床首先与边区启动路充分雾化的过氧化氢接触，过氧化氢快速分解，产生热量加热催化床，催化床升温后，对流入的工作路过氧化氢进行催化分解，能够显著提高过氧化氢分解速度。所述壳体，用于安装气体喷注面板、催化床、分区域液体喷注面板等，且与头盖通过螺栓紧固连接。壳体与气体喷注面板直接通过螺纹连接。壳体与燃烧室的壳体通过法兰上一圈周向孔使用螺栓连接。所述气体喷注面板，用于过氧化氢催化分解产物高温气体的喷注。高温分解气体经喷注加速后与燃烧室内固体燃料发生燃烧反应。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，过氧化氢启动路高压降喷注、工作路小压降滞后喷注，极大的减少了过氧化氢催化分解延迟，加快了过氧化氢固液火箭发动机的启动速度，有利于固液火箭发动机在上面级、临近空间飞行器等领域的应用；(2)本专利技术过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，启动路高压降喷注，燃烧室减压后停止工作，减小了过氧化氢输送系统的工作压力，从而减轻了固液火箭发动机的总质量；(3)本专利技术过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，启动路、工作路共用头腔、喷注面板、催化床，结构紧凑，有利于在火箭上的应用；(4)本专利技术过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，与原有催化床连接结构一致，可直接用于已有的固液火箭发动机热试车。附图说明图1为本专利技术催化床结构示意图；图2为分区域液体喷注面板示意图。图中：1-头腔2-密封垫3-分区域液体喷注面板4-催化床5-壳体6-气体喷注面板101-工作路进液路102-启动路进液路301-工作路积液腔302-工作路喷注孔303-启动路积液腔304-启动路喷注孔305-启动路雾化腔具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提出一种过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，包括头腔1，密封垫2，分区域液体喷注面板3，催化床4，壳体5，气体喷注面板6。所述头腔1，用于启动路和工作路过氧化氢的流入。头腔1上设置有工作路进液路101和启动路进液路102。工作路过氧化氢由工作路进液路101进入积液腔，启动路过氧化氢由启动路进液路102进入积液腔。头腔与壳体之间通过螺栓连接紧固。所述密封垫2，用于启动路与工作路、壳体之间的密封。密封垫选用与过氧化氢相容的聚四氟乙烯材料。由头腔与壳体连接的螺栓压紧实现密封。所述喷注面板3，指分区域液体喷注面板，对启动路过氧化氢起喷注雾化作用，对工作路过氧化氢起均流作用。喷注面板3设置有工作路积液腔301，工作路喷注孔302，启动路积液腔303，启动路喷注孔304，启动路雾化腔305。工作路过氧化氢由工作路积液腔301均流后，由工作路喷注孔302流入催化床；启动路过氧化氢由启动路积液腔303均流后，由启动路喷注孔304喷注进入启动路雾化腔305，在其中雾化，然后再与催化床接触分解。所述催化床4，用于过氧化氢的催化分解。催化床首先与边区启动路充分雾化的过氧化氢接触，过氧化氢快速分解，产生热量加热催化床，催化床升温后，对流入的工作路过氧化氢进行催化分解，能够显著提高过氧化氢分解速度。所述壳体5，用于安装气体喷注面板6、催化床4、分区域液体喷注面板3等，且与头盖通过螺栓紧固连接。壳体与气体喷注面板直接通过螺纹连接。壳体与燃烧室的壳体通过法兰上一圈周向孔使用螺栓连接。所述气体喷注面板6，用于过氧化氢催化分解产物高温气体的喷注雾化。气体喷注面板与壳体通过螺纹连接，高温分解气体经喷注加速后与燃烧室内固体燃料发生燃烧反应。本专利技术过氧化旗固液火箭发动机分区域快速响应催化床，将过氧化氢分为启动路和工作路供给。启动路喷注压降大，充分雾化后与催化床接触，快速分解，放出大量热量；工作路滞后喷入催化床，在高温催化床的作用下快速分解，产生高温气体进入燃烧室与药柱发生燃烧反应。燃烧室建压完成后，启动路关闭，并迅速进行短时间吹除。分两路极大的加快过氧化氢的催化分解速度，降低过氧化氢催化分解延迟时间，加快固液火箭发动机的点火启动过程，有利于固液火箭发动机在上面级、临近空间飞行器等领域的应用。启动路过氧化氢从头腔启动路进液路101进入喷注面板边区的启动路积液腔303，经启动路喷注孔304后在启动路雾化区305雾化，与催化床接触，快速分解产生大量热量，加热催化床，最后气体进入燃烧室；在燃烧室建压完成后，停止启动路过氧化氢供应，并迅速开启启动路氮气吹除进行短时间吹除，避免启动路积液腔内过氧化氢受热后急剧分解产生爆炸。工作路过氧化氢滞后从头腔工作路进液路102进入喷注面板工作路积液腔301均流，经工作路喷注孔302进入催化床，在高温催化床的作用下快速分解，由气体喷注面板喷出，在燃烧室内与固体燃烧发生燃烧反应。本专利技术过氧化氢本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，包括头腔(1)、分区域液体喷注面板(3)、催化床(4)、壳体(5)、气体喷注面板(6)；壳体(5)的两端分别连接分区域液体喷注面板(3)、气体喷注面板(6)，催化床(4)位于壳体(5)、分区域液体喷注面板(3)、气体喷注面板(6)之间，头腔(1)与壳体(5)固定连接，位于分区域液体喷注面板(3)的另一侧；头腔(1)上设置有工作路进液路(101)和启动路进液路(102)，工作路过氧化氢由工作路进液路(101)进入工作路积液腔(301)，启动路过氧化氢由启动路进液路(102)进入启动路积液腔(303)；喷注面板(3)设置有工作路积液腔(301)、工作路喷注孔(302)、启动路积液腔(303)、启动路喷注孔(304)、启动路雾化腔(305)，工作路过氧化氢由工作路积液腔(301)均流后，由工作路喷注孔(302)流入催化床(4)，启动路过氧化氢由启动路积液腔(303)均流后，由启动路喷注孔(304)喷注进入启动路雾化腔(305)，在其中雾化，然后再与催化床接触分解；催化床(4)用于过氧化氢的催化分解，催化床(4)先与启动路雾化腔(305)充分雾化的过氧化氢接触，过氧化氢快速分解，产生热量加热催化床(5)，催化床(5)升温后，对工作路喷注孔(302)流入的工作路过氧化氢进行催化分解，气体喷注面板(6)对过氧化氢催化分解产物高温气体的喷注，高温分解气体经喷注加速后与燃烧室内固体燃料发生燃烧反应。...
【技术特征摘要】
1.一种过氧化氢固液火箭发动机分区域快速响应催化床，包括头腔(1)、分区域液体喷注面板(3)、催化床(4)、壳体(5)、气体喷注面板(6)；壳体(5)的两端分别连接分区域液体喷注面板(3)、气体喷注面板(6)，催化床(4)位于壳体(5)、分区域液体喷注面板(3)、气体喷注面板(6)之间，头腔(1)与壳体(5)固定连接，位于分区域液体喷注面板(3)的另一侧；头腔(1)上设置有工作路进液路(101)和启动路进液路(102)，工作路过氧化氢由工作路进液路(101)进入工作路积液腔(301)，启动路过氧化氢由启动路进液路(102)进入启动路积液腔(303)；喷注面板(3)设置有工作路积液腔(301)、工作路喷注孔(302)、启动路积液腔(303)、启动路喷注孔(304)、启动路雾化腔(305)，工作路过氧化氢由工作路积液腔(301)均流后，由工作路喷注孔(302)流入催化床(4)，启动路过氧化氢由启动路积液腔(303)均流后，由启动路喷注孔(304)喷注进入启动路雾化腔(305)，在其中雾化，然后再与催化床...
【专利技术属性】
技术研发人员：田辉，俞南嘉，张源俊，李承恩，于瑞鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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