[发明专利]一种可变流量固液混合发动机

权利要求书

1.一种可变流量固液混合发动机，包括氧化剂储箱、推力室和控制阀门，所述氧化剂储箱通过管路与推力室连通，实现向推力室输入氧化剂，并由管路上安装的控制阀门控制氧化剂的通断；其特征在于：还包括可调汽蚀文氏管，通过管路连接于控制阀门与推力室之间；

所述可调汽蚀文氏管包括步进电机、固定法兰盘、文氏管压螺、文氏管入口接头、可调汽蚀文氏管壳体、汽蚀文氏管、针锥；所述步进电机同轴安装于固定法兰盘上，其输出轴与针锥同轴连接；所述可调汽蚀文氏管壳体为一端设置有法兰盘的柱状结构，沿中心线开有阶梯通孔，其法兰盘一端的孔内通过螺纹安装有文氏管压螺，另一端通过螺纹安装有汽蚀文氏管，汽蚀文氏管的出口通过管路与推力室入口连通，作为氧化剂的输出通道；可调汽蚀文氏管壳体的侧壁上沿径向开有与阶梯通孔连通的通气孔，通气孔的出口通过文氏管入口接头、管路与氧化剂储箱连通，作为氧化剂的输入通道；所述针锥同轴依次穿过文氏管压螺、可调汽蚀文氏管壳体的中心通孔，然后插入汽蚀文氏管中心孔的喉径处，通过步进电机驱动所述针锥往复运动，改变针锥与汽蚀文氏管的喉径处的间隙，进而改变了氧化剂供给的流量，实现推力调节；

所述文氏管压螺内的内周面上同轴设置有导向环，用于防止针锥与文氏管压螺的内型面直接接触，减少磨损；文氏管压螺与可调汽蚀文氏管壳体通过文氏管压螺密封圈实现密封，可调汽蚀文氏管壳体与针锥、汽蚀文氏管通过文氏管密封圈实现密封；

所述发动机还包括调节丝杠和调节螺母，四个调节丝杠的一端分别通过调节螺母沿周向安装于固定法兰盘上，另一端分别通过调节螺母沿周向安装于可调汽蚀文氏管壳体的法兰盘上了；且四个调节丝杠的轴向平行于步进电机的输出轴，通过拧紧调节螺母调整固定法兰盘与可调汽蚀文氏管壳体的法兰盘的距离，进而调节步进电机与可调汽蚀文氏管壳体之间的距离。

2.根据权利要求1所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述氧化剂储箱整体为球形结构，包括增压接头、储箱上壳体、储箱下壳体、供给接头；储箱上壳体和储箱下壳体均为端口外周面设置有法兰结构的半球壳体，通过螺栓和螺母紧固为中空的球形腔体；所述储箱上壳体的顶端开有通孔，与增压接头固定连接，用于连接高压气体进行增压；所述储箱下壳体的底部开有通孔，与供给接头连接，用于向推力室输送氧化剂。

3.根据权利要求2所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述储箱上壳体的法兰结构为储箱上法兰，储箱下壳体的法兰结构为储箱下法兰，储箱上法兰和储箱下法兰的安装面之间采用榫槽式结构进行密封，槽内放置法兰密封圈。

4.根据权利要求1所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述针锥通过螺纹与步进电机输出轴连接，所述针锥上套有限位环，限位环设置于文氏管压螺外侧，用于限制针锥的轴向位移。

5.根据权利要求1所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述汽蚀文氏管两端分别通过螺纹与可调汽蚀文氏管壳体、管路连接，其中心孔内入口到喉径部分为收敛结构，喉径到出口为扩张结构；收敛角范围为40-60°，扩张角范围为6-8°；喉部等径段轴向长度为0.25-1倍喉径。

6.根据权利要求5所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述收敛角和扩张角分别为50°和6°，喉径和喉部等径段均为2mm，喉部过渡圆角取为1mm；汽蚀文氏管入口和出口直径为10mm，收敛段轴向长度为8.57mm，扩张段轴向长度为76.32mm，总长度为86.89mm。

7.根据权利要求1所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述针锥的圆锥部分锥角为10°，轴向长度为45.72mm；等径圆柱部分的直径为8mm。

8.根据权利要求1所述可变流量固液混合发动机，其特征在于：所述推力室包括点火压螺、点火密封锥、点火座、前燃烧室绝热层、燃烧室壳体、燃烧室绝热层、燃料药柱、喷管密封圈、喷管壳体、石墨喷管、石墨垫片、前端盖、喷注器、推力室入口接头，所述燃烧室壳体的两端分别密封安装有前端盖和喷管壳体；所述前端盖的中心处开有通孔，同轴安装有推力室入口接头和喷注器，通过管路与汽蚀文氏管的出口端连通，前端盖的壁面上安装有点火组件，所述点火组件包括点火压螺、点火密封锥、点火座，点火压螺与点火座为螺纹连接，通过锥形的点火密封锥进行密封；前端盖与燃烧室壳体通过螺纹连接，通过石墨垫片密封；所述燃烧室壳体内设置前燃烧室绝热层和燃烧室绝热层，燃烧室绝热层内浇注有燃料药柱；所述喷管壳体与燃烧室壳体通过螺纹连接，使用喷管密封圈进行密封；所述石墨喷管安装在喷管壳体内。