发动机进气道入口堵盖、冲压发动机和火箭的制作方法

1.本发明涉及火箭发动机，具体地，涉及一种发动机进气道入口堵盖。此外，本发明还涉及一种包含该发动机进气道入口堵盖的冲压发动机和火箭。


背景技术：

2.随着飞行器技术的发展，以及飞行器对发动机要求的不断提高，冲压发动机以其结构简单、体积小、比冲大、成本低等优势成为高马赫数飞行器的发展方向。对于固体火箭冲压组合发动机，需要转级来实现发动机转换过程。
3.当下固冲发动机对于进气道堵盖的结构形式设计已比较成熟，不论是机械式堵盖还是可抛式堵盖结构都可以实现转级的需求，但可抛式堵盖的抛出物较大易损伤发动机壳体，机械式堵盖连接结构复杂，在工作过程中容易卡死且多个进气道一同转级时，同步性较低。
4.因此，如何设计一种同步性高的发动机进气道入口堵盖成为了相关技术领域的亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供发动机进气道入口堵盖，该发动机进气道入口堵盖结构简单，与发动机转级的同步性高，避免了抛出物较大损伤发动机的情况。
6.本发明进一步要解决的结束问题是提供一种冲压发动机，该冲压发动机的发动机进气道入口端盖结构简单，与发动机转级的同步性高，避免了抛出物较大损伤发动机的情况。
7.此外，本发明所要解决的技术问题是提供一种火箭，该火箭的冲压发动机的发动机进气道入口端盖结构简单，与发动机转级的同步性高，避免了抛出物较大损伤发动机的情况。
8.为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种发动机进气道入口堵盖，包括能够对进气道进行封堵的封堵件、能够将所述封堵件安装在所述进气道内的安装组件以及能够对所述封堵件进行破碎的破碎装置，所述安装组件包括安装在所述进气道内的安装边栏，所述封堵件安装在所述安装边栏内，所述破碎装置包括起爆组件和用于破碎所述封堵件的破碎组件，所述起爆组件与所述破碎组件电连接。
9.优选地，所述安装组件还包括固定结构和连接件，所述固定结构通过所述连接件安装在所述安装边栏的端部以形成能够固定所述封堵件的框架。
10.优选地，所述起爆组件安装在所述安装边栏的下端背向空气进入所述进气道的工作面上，所述破碎组件安装在所述安装边栏的上端背向空气进入所述进气道的工作面上并与所述封堵件接触。
11.具体地，所述封堵件与所述安装边栏接触的边缘上还设置有能够保护所述封堵件的保护组件。
12.具体地，所述起爆组件通过密封结构安装在所述安装边栏上。
13.优选地，所述封堵件为特种钢化玻璃。
14.优选地，所述起爆组件为顿感起爆器。
15.优选地，所述破碎组件为微爆索。
16.本发明第二方面还公开了一种冲压发动机，包括上述技术方案中任一项所述的发动机进气道入口堵盖和控制器，所述控制器与所述起爆组件电连接或无线连接。
17.本发明第三方面还公开了一种火箭，包括上述技术方案中的冲压发动机。
18.通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
19.本发明提供一种发动机进气口堵盖，区别于现有技术中的机械式堵盖和可抛式堵盖，本发明提供的堵盖为破碎式，主要包括封堵件、安装组件和破碎装置，安装组件包括安装在进气道内部的安装边栏，封堵件安装在安装边栏内；破碎装置包括起爆组件和破碎组件，起爆组件和破碎组件通过电连接。本发明使用封堵件对进气道进行封堵，在发动机需要转级时通过使用破碎组件将封堵件进行破碎后使空气进入到进气道，实现与发动机转级同步，本发明的结构简单，同步性高，并且可以避免出现可抛式堵盖在抛弃时因为抛出物过大易损伤发动机壳体的问题。
20.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
22.图1是本发明发动机进气道入口堵盖的具体实施方式的整体结构示意图；
23.图2是本发明发动机进气道入口堵盖中封堵件破碎后的具体实施方式的整体结构示意图；
24.图3是本发明发动机进气道入口堵盖中封堵件破碎后的具体实施方式的后视。
25.附图标记说明
26.1封堵件
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2安装边栏
27.3固定结构
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4连接件
28.5起爆组件
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6破碎组件
29.7保护组件
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8密封结构
30.9泄流槽
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于
本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上端、下端”是以相应部件的上端和下端定义的，另外“面向、背向”是以发动机进气道入口堵盖使用的方向为基准定义的，具体地在本发明提供的附图中，使用的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，所接触的仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
34.本发明提供一种发动机进气道入口端盖，主要用于对发动机的进气道的入口处进行封堵，控制气流。就目前的现有技术而言，发动机进气道堵盖通常采用机械式端盖或可抛式堵盖结构，但是机械式堵盖的结构过于复杂，在工作过程中容易卡死，无法实现多个进气道一同转级，同步性差，可抛式堵盖因为抛出物较大容易损伤发动机壳体。因此，本发明提供一种破碎式堵盖来弥补这些缺点。
35.参见图1，本发明的发动机进气道入口堵盖主要包括三个部分，分别为封堵件1、安装组件以及破碎装置，其中封堵件1主要用于对发动机的进气道入口进行封堵，安装组件则用来将封堵件1安装在进气道内，破碎装置则是用来在发动机需要转级时对封堵件1进行破碎，使空气通过进气道进入发动机，让发动机转级成功。安装组件包括安装边栏2，安装边栏2安装在进气道内，封堵件1则安装在安装边栏2内；破碎装置包括起爆组件5和破碎组件6，起爆组件5用以启动破碎组件6，然后对封堵件1进行破碎，并且起爆组件5和破碎组件6采用电连接。本发明的结构简单，采用破碎式的方法打开堵盖，可以用于多个进气道一同转级，同步性高，并且，破碎组件6将封堵件1破碎成粉末状，避免了破碎后的封堵件1残渣会损伤发动机的情况。
36.需要说明的是，本发明中起爆组件5和破碎组件6的连接方式不仅可以为电连接，也可以为导火索连接等，只要满足起爆组件5可以对破碎组件6进行启动，使破碎组件6可以对封堵件1进行破碎即可。
37.具体地，本发明中的安装组件还包括固定结构3和连接件4，连接件4将固定结构3安装在安装边栏2的端部，这样就能配合安装边栏2形成一个能够固定住封堵件1的框架了。
38.需要说明的是，本发明中的安装边栏2可以固定安装在进气道的内部，也可以可转动的安装在进气道内部，可以理解的是，“可转动安装”是指安装边栏2安装在进气道内部可以随空气的涌入进行摆动，稳定气体流场，但是这种可转动的状态仅限于在安装边栏2内没有安装封堵件1的情况，在安装有封堵件1后，因为封堵件1的结构限制，安装边栏2被固定无法进行转动，便可以对进气道的入口进行封堵，另外需要注意的是，安装边栏2与进气道的内表面贴合连接，不存在缝隙。此外，安装边栏2随进气道内的空气运动的方向分为面向空气进入的方向以及背向空气进入的方向。
39.优选地，本发明中的连接件4可以为螺栓，螺栓连接属于紧固件连接，使用方便，结构简单，实用性强，并且具有较好的稳固性，本发明中的连接件4还可以为销钉、铆钉等其他形式的紧固件，只要满足可以连接并固定各个部件的要求即可。
40.作为本发明的一种具体实施方式，本发明中的起爆组件5和破碎组件6的安装位置及安装形式如图1至图2所示，起爆组件5可以安装在安装边栏2的下端，但是需要注意的是，需要安装在安装边栏2下端背向空气进入进气道的工作面上；破碎组件6则安装在安装边栏
2的上端，并且也安装在安装边栏2背向空气进入进气道的工作面上，此外，破碎组件6还需要与封堵件1接触。这样做的好处在于，因为发动机的运行问题，所以空气进入进气道的速度会很快，并且伴随有强烈的气压，起爆组件5和破碎组件6若安装在安装边栏2面向空气进入进气道的工作面上，可能会出现损坏，影响他们的正常工作。
41.需要说明的是，以上仅作为本发明的一种具体实施方式，本发明中的起爆组件5和破碎组件6的安装位置还可以为其他的形式，只要不影响两者的工作状态即可，另外破碎组件6的安装数量也可以根据具体地使用环境进行设置，只要满足与封堵件1接触的要求即可。
42.此外，参见图1，作为本发明的其中一种的具体实施方式，本发明中的封堵件1与安装边栏2接触的边缘上设置有保护组件7，保护组件7用于保护封堵件1在未受到破碎组件6破碎之前不会因为空气的气压或碰撞的情况出现损伤影响封堵效果。
43.需要说明的是，保护组件7可以为橡胶垫，海绵垫或其他具有一定弹性性能的材料制成的垫片等。
44.另外，为了可以对起爆组件5进行保护以及防止起爆组件5意外启动破碎组件6影响发动机正常工作，在起爆组件5的外部设置有密封结构8，起爆组件5则通过密封结构8安装在安装边栏2上。
45.优选地，上述一些实施例中所提到的封堵件1可以为特种钢化玻璃，特种玻璃是指普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃；而钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说，具有两大特征：一是前者强度是后者的数倍，抗拉度是后者的3倍以上，抗冲击是后者5倍以上；二是钢化玻璃不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，钢化玻璃则属于安全玻璃，钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。将钢化玻璃与特种玻璃结合起来制成特种钢化玻璃，特种钢化玻璃作为封堵件1时，起爆组件5启动破碎组件6可以将特种钢化玻璃破碎成粉末状，然后利用进气道内涌进的空气将粉末吹出进气道，避免了对发动机的损伤。
46.优选地，本发明使用顿感起爆器作为起爆组件5，钝感起爆器作为引信中常用的火工品，是武器系统中起到首发作用的元器件，能在较低的机械能、热能或电能的激励下完成点火起爆作用，功能性极其稳定。
47.优选地，破碎组件6为微爆索，作为一种微型的具有爆破力的组件，将微爆索放置在安装边栏2上，有起爆组件5起爆后爆炸，因为是微型的组件所以爆破力只会对封堵件1有效而不会损坏进气道。
48.综合以上具体实施方式，本发明中还设有泄流槽9，参见图3，本发明中安装有封堵件1的安装边栏2在封堵件1被破碎后，在安装边栏2上作为安装槽的槽成为泄流槽9，用于在封堵件1破碎后空气涌入进气道，因涌入量过大气压过高而影响进气道内部的气体流场，泄流槽9可以对进气道内的气流进行稳定，防止气流出现紊乱的问题。
49.另外，本发明还提供了一种冲压发动机，包括上述多个具体实施方式中提到的发动机进气道入口堵盖以及控制器，控制器与进气道入口堵盖中的起爆组件5电连接或无线连接，主要作用是可以控制起爆组件5启动，然后对破碎组件6进行点火，从而对封堵件1进行破碎。
50.此外，本发明还提供了一种火箭，包括上述技术方案中提到的冲压发动机。
51.以上通过具体实施例对本发明的发动机进气道入口堵盖进行了说明，可以理解的是，本发明发动机进气道入口堵盖的结构主体以及尺寸并不限于上述实施例所述的具体结构形式，也可以为其它结构形式，只要满足使用封堵件1对进气道进行封堵，使用安装边栏2对封堵件1进行安装，使用起爆组件5启动破碎组件6对封堵件进行破碎，使本发明结构简单，与发动机转级的同步性高，避免了抛出物较大损伤发动机的情况的同时具有较好的安装可靠性的目的即可。
52.其次，为了更好地理解本发明的技术方案以及使用方法，以下结合相对全面的优选技术特征对优选实施例进行说明。
53.本发明提供一种发动机进气道入口堵盖，主要由三部分组成，分别是封堵件1，安装组件以及破碎装置，封堵件1用于对进气道进行封堵，防止空气进入进气道，安装组件用于将封堵件1安装在进气道内部，破碎装置则用来在发动机需要进行转级的时候将封堵件1破碎，使空气进入进气道内。在本优选实施方式中，优选特种钢化玻璃作为封堵件1，使用安装组件中的安装边栏2将特种钢化玻璃安装在进气道内，特种钢化玻璃安装在安装边栏2中，破碎装置中包括起爆组件5和破碎组件6，优选顿感起爆器作为起爆组件5，微爆索作为破碎组件6，并且顿感起爆器和微爆索电连接，顿感起爆器安装在安装边栏2背向空气进入进气道的工作面上，并且设置在安装边栏2的下端，微爆索也安装在安装边栏2背向空气进入进气道的工作面上，并且设置在安装边栏2的上端，同时需要注意的是，微爆索需要与作为封堵件1的特种钢化玻璃接触。安装组件中还包括固定结构3和连接件4，优选螺栓作为连接件4，使用螺栓将固定结构3安装在安装边栏2的端部，用来配合安装边栏2形成可以固定封堵件1的框架。另外，为了保护特种钢化玻璃，防止在运送或使用过程中被除微爆索以外的因素破碎，在特种钢化玻璃与安装边栏2接触的边缘还设置了橡胶做的保护组件7，为了防止顿感起爆器受外界因素影响，在顿感起爆器的外面设置了密封结构8。在使用时，发动机未转级之前使用特种钢化玻璃作为封堵件1封堵住发动机进气道的入口防止空气进入，在需要转级时使用顿感起爆器启动微爆索，微爆索爆炸将特种钢化玻璃破碎成为粉末状，并且粉末状的玻璃残渣通过来流排出发动机，在特种钢化玻璃破碎后，用于安装特种钢化玻璃的安装槽成为泄流槽9用于稳定进气道内的气体流场，然后发动机完成转级。
54.本发明的结构简单，与发动机转级的同步性高，使用破碎组件6对封堵件1进项破碎，避免了抛出物较大损伤发动机的情况。
55.在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
57.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。
58.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。