[发明专利]一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器

说明书

本发明公开了一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，包括接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头；接板采用回转体结构，接板端面轴向依次穿设中心喷嘴和中心旋塞，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴和六个边缘旋塞，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板侧面分别设有用于安装塞柱和堵头的台阶孔。本发明通过集成多个离心喷嘴，降低了单个离心喷嘴的负荷，大幅度提高了推进剂的雾化质量，同时显著增强了不同喷嘴之间的相互混合作用，能够显著提高双组元液体火箭发动机的性能。

技术领域

本发明涉及一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，尤其适用于高性能双组元空间液体火箭发动机，属于空间推进技术领域。

背景技术

同轴离心喷注器结构简单、雾化性能优秀，在空间液体火箭发动机中获得了广泛的应用。现有技术中通常采用单喷嘴式结构，由于离心喷注器的固有特性，常规同轴离心式喷注器存在如下的缺点：

第一、在推进剂组合和喷注压降确定的情况下，推进剂雾化质量随着流量的增大而变差，限制了离心式喷注器的应用范围。

第二、同时由于离心喷注器结构的特性，两路推进剂在推力室内的混合效率也难以得到实质性的提高，直接限制了双组元离心式液体火箭发动机性能的进一步提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明发明了一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器结构，通过集成多个离心喷嘴，降低了单个离心喷嘴的负荷，大幅度提高了推进剂的雾化质量，同时显著增强了不同喷嘴之间的相互混合作用，能够显著提高双组元液体火箭发动机的性能。

本发明的技术解决方案是：

一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，包括接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头；接板采用回转体结构，接板端面轴向依次穿设中心喷嘴和中心旋塞，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴和六个边缘旋塞，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板侧面分别设有用于安装塞柱和堵头的台阶孔。

在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述接板为台阶轴；接板大直径端端面轴向设有用于安装中心喷嘴和中心旋塞的第一台阶锥孔，接板大直径端端面上以轴线为中心，对称设有用于填充氧化剂的第二台阶锥孔和用于填充燃料的第三台阶锥孔；接板侧面沿径向分别设有用于安装塞柱的第一台阶圆孔和用于安装堵头的第二台阶圆孔；第一台阶圆孔和第二台阶圆孔均与第一台阶锥孔连通，第二台阶锥孔与第一台阶圆孔连通，第三台阶锥孔与第二台阶圆孔连通；接板小直径端端面设有凹孔，凹孔与第一台阶锥孔连通。

在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述接板大直径端端面围绕轴线沿周向均匀设有六个用于安装边缘喷嘴和边缘旋塞的第四台阶锥孔，第四台阶锥孔与所述凹孔连通。

在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘旋塞为台阶轴；边缘旋塞外侧周向由大直径端至小直径端依次设有第一台阶、第二台阶和第三台阶；第二台阶端面设有环形凹槽，环形凹槽内边缘倒圆角，环形凹槽中均匀布设三个矩形通道，第二台阶和第三台阶的交界处沿径向设有沟槽；第三台阶侧面均匀设有三个右旋涡槽。

在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘喷嘴为空心圆台；边缘喷嘴大直径端端面设有用于配合边缘旋塞的弧形回转孔，边缘喷嘴小直径端端面设有用于流通氧化剂或燃料的圆台形孔；边缘喷嘴侧面上设有弧形凹腔，边缘喷嘴侧面上除弧形凹腔外的部分均匀设有三个右旋涡槽。

在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘旋塞旋入边缘喷嘴大直径端，并将边缘喷嘴小直径端顶止在接板的第四台阶锥孔中。