一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置的制作方法

1.本发明属于火箭发动机设计领域，涉及一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置。


背景技术：

2.液体火箭发动机常采用火药点火器作为发动机的起动装置，火药点火器工作时输入直流电，直流电通过插座、引线、铜箔及发火脚线等结构后，导入桥丝式发火头上，桥丝式发火头通过电流瞬时产生高热量，点燃其表面的点火药使发火头发火，并点燃装药体，热化学反应产生高温燃气和热粒子，冲破膜片、喷入推力室形成一定长度的火舌，从而直接点燃按程序进入推力室的推进剂。每台推力室装有两发结构相同的点火器，分别用于第一次和第二次发动机起动点火。
3.目前用于液体火箭发动机的火药点火器一般通过二孔座和火药喷管安装在液体火箭发动机的推力室头部，受产品质量及外部结构空间限制，两次起动发动机通常仅安装两个点火器。该安装方式存在很多不足：(1)点火器无冗余备份，若某个点火器工作出现异常，则会影响到整个火箭发射任务。(2)点火器轴线位于同一平面内，存在点火器点火时冲破另一个点火器膜片的风险，一旦出现此种故障将会影响到整个火箭发射任务的成败。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，用于实现液体火箭发动机的可靠点火。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，所述点火器固定装置主体为柱状中空结构，下底开口作为出口，侧壁上设置3个火药点火器安装孔，用于安装火药点火器；每个火药点火器安装孔用于安装一个火药点火器，3个火药点火器安装好后，在水平面的投影呈“y”字形，且在水平面的投影中，第一火药点火器安装孔的轴线与第三火药点火器安装孔的轴线的夹角a等于第二火药点火器安装孔的轴线与第三火药点火器安装孔的轴线的夹角，且a为90
°
～110
°
；
7.点火器固定装置的出口与火药喷管采用焊接方式连接。
8.每个火药点火器安装孔的轴线与水平方向的夹角为30
°
～60
°
。
9.点火器固定装置材料为不锈钢。
10.点火器固定装置出口处的尺寸与火药喷管尺寸一致。
11.火药点火器通过螺纹方式安装于火药点火器安装孔中。
12.本发明与现有技术相比的有益效果是：
13.本发明经过大量仿真计算，能够在保证外部总装结构不变的情况下为每台推力室新增一枚点火器，使发动机具备3次起动的能力，同时提升了发动机点火及工作的可靠性。本发明可推广应用至其他具有类似点火结构的液体火箭发动机中，有一定的借鉴推广作
用。
附图说明
14.图1为本发明点火器固定装置俯视图；
15.图2为本发明点火器固定装置剖视图；
16.图3为本发明安装3枚火药点火器后的组装示意图；
17.图4为本发明安装3枚火药点火器后的组装剖切示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明作进一步阐述。
19.本发明提供一种点火器固定装置，在保持原有液体火箭发动机总装结构不变的前提下，可用于实现液体火箭发动机的可靠点火。
20.本发明在火药喷管入口处焊接点火器固定装置，点火器固定装置设计成具有三个火药点火器安装孔的柱状中空结构，通过调整火药点火器安装孔的安装角度来保证点火器对发动机总体结构影响最小。
21.如图1-2所示，本发明一种多次起动的点火器安装装置4，主体为柱状中空结构，下底开口作为出口2，侧壁上预留3个火药点火器安装孔1，火药点火器安装孔1与火药点火器3为螺纹连接，出口与火药喷管采用焊接连接。
22.如图3所示，安装好3个火药点火器后，整个装置俯视图呈“y”字形，在水平面的投影中，第一火药点火器安装孔11的轴线与第三火药点火器安装孔13的轴线的夹角a等于第二火药点火器安装孔12的轴线与第三火药点火器安装孔13的轴线的夹角，夹角a应在90
°
～110
°
之间，在这种结构下能够保证火药点火器工作产生的高温燃气不会撞击到其他点火器的保护膜片，同时可以保证火药点火器连接电缆不会与火箭发动机结构产生干涉。整个装置主视图呈轴对称结构，火药点火器轴线与水平方向的夹角b应在30
°
～60
°
之间，在这种结构下能够保证火药点火器工作时高温燃气顺利进入火药喷管，引燃推力室中的推进剂；同时便于协调火药点火器之间的空间位置，避免火药点火器与发动机结构产生干涉。
23.柱状中空结构高度为40-50mm。点火器固定装置材料为不锈钢。点火器固定装置出口处的尺寸与火药喷管尺寸一致。
24.图4所示为安装好3个火药点火器后的装置剖切图，中心点火器与水平方向的夹角b，取值范围一般在30
°
～60
°
之间，以保证火药点火器及其配套装置能够在不与发动机结构干涉的情况下正常工作，同时保证点火器工作时产生的高温燃气不会对周围点火器产生影响。
25.本发明经过大量仿真计算，能够在保证外部总装结构不变的情况下为每台推力室新增一枚点火器，使发动机具备3次起动的能力，同时提升了发动机点火及工作的可靠性。
26.本设计发明可推广至其他具有类似点火结构的液体火箭发动机中，有一定的借鉴推广作用。
27.本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。


技术特征：
1.一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，其特征在于：所述点火器固定装置主体为柱状中空结构，下底开口作为出口，侧壁上设置3个火药点火器安装孔，用于安装火药点火器；每个火药点火器安装孔用于安装一个火药点火器，3个火药点火器安装好后，在水平面的投影呈“y”字形，且在水平面的投影中，第一火药点火器安装孔的轴线与第三火药点火器安装孔的轴线的夹角a等于第二火药点火器安装孔的轴线与第三火药点火器安装孔的轴线的夹角，且a为90
°
～110
°
；点火器固定装置的出口与火药喷管采用焊接方式连接。2.根据权利要求1所述的一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，其特征在于：每个火药点火器安装孔的轴线与水平方向的夹角为30
°
～60
°
。3.根据权利要求1所述的一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，其特征在于：点火器固定装置材料为不锈钢。4.根据权利要求1所述的一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，其特征在于：点火器固定装置出口处的尺寸与火药喷管尺寸一致。5.根据权利要求1所述的一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，其特征在于：火药点火器通过螺纹方式安装于火药点火器安装孔中。

技术总结
一种实现液体火箭发动机点火过程可靠的点火器固定装置，点火器固定装置主体为柱状中空结构，下底开口作为出口，侧壁上设置3个火药点火器安装孔，用于安装火药点火器；每个火药点火器安装孔用于安装一个火药点火器，3个火药点火器安装好后，在水平面的投影呈“Y”字形。点火器固定装置的出口与火药喷管采用焊接方式连接，火药点火器通过螺纹方式安装于火药点火器安装孔中。本发明能够在保证外部总装结构不变的情况下为每台推力室新增一枚点火器，使发动机具备3次起动的能力，同时提升了发动机点火及工作的可靠性。点火及工作的可靠性。点火及工作的可靠性。


技术研发人员：韩长霖 潘亮 刘倩 李伟 孔维鹏 潘刚 刘红珍 张晋博 张亚 郭洪坤 罗巧军 崔强 杨莹
受保护的技术使用者：北京航天动力研究所
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8