一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置制造方法及图纸

本申请涉及一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，包括：姿控推力机构，其包括两组燃发器，以及将两组燃发器组成环形结构的两条燃气管路，在两条燃气管路上各设有三组拉法尔喷管，拉法尔喷管的入口设有第二圆弧面，两条燃气管路上拉法尔喷管的出口方向共同组成“卄”形结构；姿控调节阀门，其包括与拉法尔喷管的入口连接的阀门本体，阀门本体设有连通燃气管路的进气管路，拉法尔喷管的入口与进气管路相通，阀门本体内设有阀杆，阀杆靠近拉法尔喷管入口的一端设有第一圆弧面，当阀杆向靠近拉法尔喷管的入口的方向移动时，第一圆弧面与第二圆弧面之间的间隙逐渐减小，实现燃气推力0

【技术实现步骤摘要】
一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置


[0001]本申请涉及运载火箭姿控动力系统
，特别涉及一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置。

技术介绍

[0002]运载火箭姿控动力系统在运载火箭飞行过程中起着重要作用，包括控制运载火箭完成俯仰、偏航、滚转、轨道保持、速度修正等。传统液体运载火箭姿控动力系统部组件分布分散，输送管路穿插复杂，气密泄漏风险较高，总装测试工序繁多，并且需要运载火箭总体系统设计预留大量空间容纳姿控系统，降低了运载火箭可靠性和空间利用效率，制约了运载火箭快速响应能力及运载载荷能力的提升和发展。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，以解决相关技术中相关技术中传统液体运载火箭姿控动力系统部组件分布分散，需要运载火箭总体系统设计预留大量空间容纳姿控系统，降低了运载火箭可靠性和空间利用效率的问题。
[0004]本申请实施例提供了一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，包括：
[0005]姿控推力机构，所述姿控推力机构包括两组相互平行且间隔设置的燃发器，以及将两组所述燃发器首尾连接并组成环形结构的两条燃气管路，在两条所述燃气管路上各设有拉法尔喷管，所述拉法尔喷管的入口设有第二圆弧面，两条所述燃气管路上拉法尔喷管的出口方向共同组成“卄”形结构；
[0006]姿控调节阀门，所述姿控调节阀门包括与拉法尔喷管的入口连接的阀门本体，所述阀门本体设有连通燃气管路的进气管路，所述拉法尔喷管的入口与进气管路相通，所述阀门本体内设有支撑架，所述支撑架设有安装孔，所述安装孔内插接有阀杆，所述阀杆靠近拉法尔喷管入口的一端设有第一圆弧面，当阀杆向靠近所述拉法尔喷管的入口的方向移动时，所述第一圆弧面与所述第二圆弧面之间的间隙逐渐减小。
[0007]在一些实施例中：所述阀杆、所述阀门本体和所述支撑架共同围成空腔结构，所述空腔结构与所述阀杆沿所述阀杆的轴线方向部分重叠，所述阀杆内设有与将空腔结构与进气管路连通的通道。
[0008]在一些实施例中：所述阀杆包括：
[0009]尾端部，所述尾端部位于所述安装孔内；
[0010]阀杆本体，所述阀杆本体的一端与所述尾端部连接，且所述阀杆本体、所述尾端部、所述阀门本体和所述支撑架共同围成空腔结构，所述阀杆本体内部设有主通道，所述主通道的一端与所述空腔结构连通；
[0011]顶端部，所述顶端部位于所述安装孔外，所述顶端部与所述阀杆本体的另一端连接，所述顶端部设有进气通道，所述进气通道的一端与所述主通道的另一端连通，所述进气通道的另一端与所述进气管路连通。
[0012]在一些实施例中：所述尾端部的直径小于所述阀杆本体的直径，且所述尾端部的轴线与所述阀杆本体的轴线同轴。
[0013]在一些实施例中：所述顶端部设有三个所述进气通道，三个所述进气通道围绕所述顶端部的圆周方向均匀分布，所述进气通道的轴线垂直于所述第一圆弧面。
[0014]在一些实施例中：所述阀门本体远离所述拉法尔喷管的一侧设有安装槽，所述阀杆穿设于所述安装槽，且所述阀杆与所述安装槽之间设有第三密封材料，所述安装槽的槽口处设有压套，且所述阀杆穿设于所述压套。
[0015]在一些实施例中：拉法尔喷管靠近所述阀门本体的一侧固设有法兰盘，所述法兰盘通过紧固件与所述阀门本体固定，所述法兰盘与所述阀门本体之间设有第二密封材料，所述第二密封材料沿圆周方向围绕所述法兰盘一周。
[0016]在一些实施例中：所述阀杆的外侧壁设有密封槽，所述密封槽沿所述阀杆的圆周方向延伸成环形，所述密封槽内设有第一密封材料。
[0017]在一些实施例中：所述燃发器包括外壳，所述外壳内部设有燃烧室，所述燃烧室用于储存燃料，所述燃发器的两端分别设有连接燃气管路的出气孔。
[0018]在一些实施例中：两条所述燃气管路上拉法尔喷管的出口方向均垂直于被控飞行器的轴线，且拉法尔喷管的出口方向朝向被控飞行器的四周。
[0019]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0020]本申请实施例提供了一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，由于本申请的固体矢量推力装置设置了姿控推力机构和姿控调节阀门，其中，姿控推力机构包括两组相互平行且间隔设置的燃发器，以及将两组燃发器首尾连接并组成环形结构的两条燃气管路，在两条所述燃气管路上各设有拉法尔喷管，拉法尔喷管的入口设有第二圆弧面，两条燃气管路上拉法尔喷管的出口方向共同组成“卄”形结构。姿控调节阀门包括与拉法尔喷管的入口连接的阀门本体，阀门本体设有连通燃气管路的进气管路，拉法尔喷管的入口与进气管路相通，阀门本体内设有支撑架，支撑架设有安装孔，安装孔内插接有阀杆，阀杆靠近拉法尔喷管入口的一端设有第一圆弧面，当阀杆向靠近拉法尔喷管的入口的方向移动时，第一圆弧面与第二圆弧面之间的间隙逐渐减小。
[0021]因此，本申请实施例的固体矢量推力装置设置了两组燃发器，在两组燃发器之间设有将两组燃发器首尾连接并组成环形结构的两条燃气管路，在两条所述燃气管路上各设有拉法尔喷管。两条燃气管路上的六组拉法尔喷管的出口方向共同组成“卄”形结构，所有拉法尔喷管共用两组燃发器。六组拉法尔喷管组成“卄”形结构是满足多通道独立控制的情况下最小拉法尔喷管数量，可有效简化系统结构，共用燃发器可瞬间提供大燃气量，有利于在小空间内提升系统的推力，有利于能量集中管理、统筹应用。六组拉法尔喷管与燃气管路、两组燃发器呈环形布置，共同组成一个环形通道，拉法尔喷管和燃发器自身也是环形通道的一部分。燃发器内的燃气从燃气管路通向各个拉法尔喷管，实现结构功能一体化，减少了管路的长度，减少系统压降，简化系统组部件数量，节省安装空间。
[0022]此外，本申请实施例的固体矢量推力装置设置了姿控调节阀门，由于姿控调节阀门的阀杆位于支撑架外的一端可以设有第一圆弧面，拉法尔喷管的入口设有第二圆弧面，拉法尔喷管的入口可以与进气管路连通，第一圆弧面可以朝向靠近第二圆弧面的方向移动，移动的过程中第一圆弧面与第二圆弧面之间的间隙逐渐减小，直至第一圆弧面与第二
圆弧面互相贴合，将拉法尔喷管关闭，因此，上述姿控调节阀门可以实现推力0
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100％的线性可调。
[0023]本申请实施例的固体矢量推力装置共设有六组姿控调节阀门、两组燃发器和六组拉法尔喷管。两组燃发器产生燃气，六组姿控调节阀门排出燃气，排出的燃气量与推力需求是相关的，推力需求与六组姿控调节阀门的开度相关。由于每组姿控调节阀门都是针栓式结构，所以可以实现每组姿控调节阀门的0
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100％的线性连续调节，但六组姿控调节阀门在调节时会存在整个等效开度波动，导致燃气排出量的波动，而燃发器产生的燃气是不变的，因此会引起压强波动。通过控制程序控制六组姿控调节阀门协同配合，保证了六组姿控调节阀门调节过程中等效开度大多数情况是不变的，保证固体矢量推力装置的压强稳定。
[0024]两组燃发器是提供并维持大推力所需燃气量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，其特征在于，包括：姿控推力机构，所述姿控推力机构包括两组相互平行且间隔设置的燃发器(11)，以及将两组所述燃发器(11)首尾连接并组成环形结构的两条燃气管路(12)，在两条所述燃气管路(12)上各设有三组拉法尔喷管(6)，所述拉法尔喷管(6)的入口设有第二圆弧面(61)，两条所述燃气管路(12)上拉法尔喷管(6)的出口方向共同组成“卄”形结构；姿控调节阀门，所述姿控调节阀门包括与拉法尔喷管(6)的入口连接的阀门本体(1)，所述阀门本体(1)设有连通燃气管路(12)的进气管路(5)，所述拉法尔喷管(6)的入口与进气管路(5)相通，所述阀门本体(1)内设有支撑架(7)，所述支撑架(7)设有插接阀杆(2)的安装孔(71)，所述阀杆(2)靠近拉法尔喷管(6)入口的一端设有第一圆弧面(24)，当阀杆(2)向靠近所述拉法尔喷管(6)的入口的方向移动时，所述第一圆弧面(24)与所述第二圆弧面(61)之间的间隙逐渐减小。2.如权利要求1所述的一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，其特征在于：所述阀杆(2)、所述阀门本体(1)和所述支撑架(7)共同围成空腔结构(3)，所述空腔结构(3)与所述阀杆(2)沿所述阀杆(2)的轴线方向部分重叠，所述阀杆(2)内设有与将空腔结构(3)与进气管路(5)连通的通道(4)。3.如权利要求1或2所述的一种推力连续可调和压强稳定的固体矢量推力装置，其特征在于，所述阀杆(2)包括：尾端部(21)，所述尾端部(21)位于所述安装孔(71)内；阀杆本体(22)，所述阀杆本体(22)的一端与所述尾端部(21)连接，且所述阀杆本体(22)、所述尾端部(21)、所述阀门本体(1)和所述支撑架(7)共同围成空腔结构(3)，所述阀杆本体(22)内部设有主通道(41)，所述主通道(41)的一端与所述空腔结构(3)连通；顶端部(23)，所述顶端部(23)位于所述安装孔(71)外，所述顶端部(23)与所述阀杆本体(22)的另一端连接，所述顶端部(23)设有进气通道(42)，所述进气通道(42)的一端与所述主通道(41)的另一端连通，所述进气通道(42)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵启扬，丁杰，王刚，周杨梓，胡胜云，周子翔，余明敏，王善金，钟志文，刘丹，吴继华，周律，张培喜，张周周，王少恒，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：