[实用新型]一种发动机喷管、固体火箭发动机和固体火箭

说明书

本实用新型公开一种发动机喷管、固体火箭发动机和固体火箭，其中发动机喷管包括喷管壳体；绝热层；背衬；扩散段；其中所述喉衬和所述绝热层两者之间设置有相邻的相邻连接面，所述相邻连接面上位于靠近收敛型面的部位与所述喷管壳体的轴线的距离，大于或等于所述相邻连接面上位于靠近扩散型面的部位与所述喷管壳体的轴线的距离。通过上述设置，放开了对喉衬的轴向约束，能够降低轴向拉应力，从而避免了现有技术中因绝热层限制喉衬膨胀而导致喉衬断裂等的情况出现；以及可增加收敛比，使得第一连接点远离喷管的回转轴线设置，使得远离喉衬上的最近点越远可降低了燃气的流速，以减小对绝热层和喉衬两者之间的相邻连接面的烧蚀，以提高结构的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及航空航天技术领域，具体涉及一种发动机喷管、固体火箭发动机和固体火箭。

背景技术

随着固体火箭发动机的发展，发动机的种类越来越多样化，发动机的结构设计显得愈发重要。其中发动机喷管是固体火箭发动机的重要部件之一，用于将发动机燃烧室中的高温高压燃气进行膨胀加速排出做工，为火箭提供所需的推力。

现有技术中公开了一种固体火箭发动机喷管，其包括收敛段绝热层、喉衬、背衬、扩散段绝热层和喷管壳体，各部件之间以轴向圆柱面及端面构成的台阶互相衔接密封组装。其中由于喉衬轴向两端分别受到与其相邻的收敛段绝热层和扩散段绝热层的夹持，当固体火箭发动机试车时，喉衬自身受热后发生膨胀，由于喉衬的沿膨胀方向的两侧都受到了约束，使得喉衬内部热应力得不到释放，导致喉衬出现环向断裂、局部区域蹦块或冲掉等现象。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的发动机喷管中的喉衬在受热后由于热应力得不到释放而导致损坏的缺陷，从而提供一种发动机喷管。

一种发动机喷管，其为回转体结构，包括：

喷管壳体；

绝热层，其位于所述喷管壳体的内侧；

背衬，其位于所述喷管壳体的内侧,且沿燃气的流动方向和所述绝热层相邻设置；

喉衬，其分别位于所述绝热层的内侧、所述背衬的内侧，所述绝热层至喉衬的内型面为收敛型面；

扩散段，其位于所述喷管壳体的内侧，且沿燃气的流动方向分别和所述背衬、所述喉衬相邻设置，所述喉衬至所述扩散段的内型面为扩散型面；

其中所述喉衬和所述绝热层之间设置有相邻连接面，所述相邻连接面上位于靠近收敛型面的部位与所述喷管壳体的轴线的距离，大于或等于所述相邻连接面上位于靠近扩散型面的部位与所述喷管壳体的轴线的距离。

进一步地，所述相邻连接面上的任意一点距离所述喷管壳体的轴线的距离均相等。

进一步地，所述背衬的端部嵌设于所述绝热层内。

进一步地，所述喉衬包括多个彼此搭接的喉衬本体，多个所述喉衬本体沿所述燃气的流动方向相邻设置。

进一步地，相邻的所述喉衬本体之间设置有台阶面。

进一步地，所述绝热层和所述喉衬两者之间的相邻连接面上的第一连接点处的对流换热强度不大于所述喉衬上的最近点处的对流换热强度的三分之一；

所述第一连接点是指所述绝热层和所述喉衬两者之间的相邻连接面上最远离所述扩散段的点；

所述最近点是指所述喉衬上最靠近所述喷管的回转轴线的点。

进一步地，所述第一连接点处的收敛比大于等于2且小于等于5，其中所述收敛比是指所述第一连接点处的半径和所述最近点处的半径之比。

进一步地，所述喷管中的各部件之间的轴向配合间隙为0.08±0.04毫米，径向配合间隙不大于0.1毫米。