[发明专利]一种螺纹连接的可堵塞式火箭发动机推进剂偏置喷注面板

说明书

本发明公开了一种螺纹连接的可堵塞式火箭发动机推进剂偏置喷注面板，将同轴离心式喷嘴及和其外形相似的喷嘴堵头和推进剂导流面板进行模块化设计，可降低加工难度，方便组装和维修；在喷嘴组件的模块化设计的基础上，使用喷嘴堵头，使燃料和氧化剂在堵头使用处不能进行喷射，由此再进行喷嘴组件组装时，可实现2种不同的喷射方式，用户根据实际需求对喷嘴进行组合，可实现喷注面板上各喷嘴喷射方式的差异，从而实现推进剂不均匀分布，用于研究液体火箭发动机燃烧不稳定性机理，解决高频不稳定燃烧在缩比模型气氧/煤油火箭发动机出现概率较低的问题。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机技术领域，具体涉及一种螺纹连接的可堵塞式火箭发动机推进剂偏置喷注面板。

背景技术

大型火箭发动机在工作过程中，很容易诱发自激励的高频燃烧不稳定性，高频燃烧不稳定性仍然是制约液体火箭发动机发展的难题。为研究高频燃烧不稳定性的产生机理，最直接的方式是在全尺寸发动机上进行试验研究，但是往往伴随着高昂的研究成本和较长的周期。因此考虑到经济型和时效性，缩比模型发动机是一个理想的试验装置。根据普渡大学试验研究【Measurement and Analysis of Combustion Response to TransverseCombustion Instability】表明：缩比模型的发动机产生燃烧不稳定需要的能量较高，不稳定燃烧出现在缩比模型发动机的概率较低。而推进剂分布不均匀很容易诱发不稳定燃烧，因此可以通过合理设计喷注面板使得推进剂分布不均匀，进而诱发高频燃烧不稳定燃烧为其机理研究提供方便。

现有的喷注面板追求的都是推进剂尽量地均匀分布，通过焊接的方式将喷嘴与推进剂流道面板焊接在一起，使得喷注面板成为一整套集成设备。还没有一种专门针对液体火箭发动机高频燃烧不稳性研究的喷注面板。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种螺纹连接的可堵塞式火箭发动机推进剂偏置喷注面板,通过喷注面板组件的替换，实现推进剂的不均匀分布，从而诱发高频不稳定燃烧，便于展开其机理研究。

一种火箭发动机喷注面板，包括端盖(1)、喷嘴(3)、火花塞(2)、推进剂导流面板(4)以及喷嘴堵头；

其中，端盖(1)和推进剂导流面板(4)压紧在一起；火花塞(2)穿过端盖(1)和推进剂导流面板(4)的中心孔；

推进剂导流面板(4)与端盖(1)之间压紧后形成用于盛装氧化剂或燃料的密封腔体；推进剂导流面板(4)上沿轴向分布有用于安装喷嘴(3)的多个面板螺纹孔(8)；

所述喷嘴(3)为沿轴向设置有中心通孔的圆柱，外圆周上设置有高、低两圈凸台，较高凸台的外周有螺纹，在喷嘴(3)的靠近较高凸台的端面上，绕中心通孔外侧开有沿轴向延伸的环形缝隙，本端的外圆周面上设置有贯穿至所述环形缝隙的数量至少为一个的旋流孔(16)；所述喷嘴堵头为与喷嘴(3)外形一致但不设置有中心通孔和旋流孔(16)；

当某个面板螺纹孔(8)中安装喷嘴(3)时，喷嘴(3)上设有环形缝隙的一端穿入面板螺纹孔(8)内，喷嘴(3)通过较高凸台上的螺纹安装到面板螺纹孔(8)；设有环形缝隙的一端的端面抵在推进剂导流面板(4)上；

当某个面板螺纹孔(8)中安装喷嘴堵头时，喷嘴堵头的靠近较高凸台喷的一端穿入面板螺纹孔(8)内，通过较高凸台上的螺纹安装到面板螺纹孔(8)；靠近较高凸台一端的端面抵在推进剂导流面板(4)上；

所述推进剂导流面板(4)的外侧端面的中心位置设置有用于实现点火的点火凹腔(17)；火花塞(2)的点火端置于该点火凹腔(17)内；

所述推进剂导流面板(4)的内部设置有将外部供应的燃料或氧化剂引流到各个喷嘴(3)的旋流孔(16)的外周流道(5)以及分别将外部供应氧气和氢气引入到点火凹腔(17)中的氧气流道(9)和氢气流道(15)。