一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管的制作方法

1.本实用新型涉及固体火箭发动机技术领域，尤其涉及一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管。


背景技术：

2.固体火箭发动机成型的轻量材料和高强材料是固体推进技术的现阶段的发展目标，使用复合材料替代传统金属材料是减少火箭发动机的消极质量的有效方法，比如使用碳纤维缠绕壳体能够明显降低固体火箭发动机的整体质量。
3.目前固体火箭发动机喷管大量采用难熔金属作为喉衬材料，但难熔金属具有脆性、高温软化、高导热率的特性，因此发动机工作过程中喉衬背壁支撑体存在快速碳化现象，使得难熔金属喉衬失去支撑而破坏，导致喷管烧穿甚至发动机爆炸，并且现有的喷管与发动机一体结构化，当喷管出现问题时不便拆除更换，经济成本较高，使用起来较为不便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管，包括壳体，所述壳体的外侧左端固定连接有空心环，所述空心环的内侧设置有空腔，所述空心环的左侧顶部设置有开口，所述空心环上等距螺纹连接有若干个固定螺栓，所述壳体的左端设置有固定环，所述固定环的右端顶部固定连接有连接块，所述连接块的右端固定连接有弧形块，所述固定环的右端四周等距设置有若干个孔洞，所述壳体的内壁上设置有高硅氧层，所述高硅氧层的内壁上设置有碳纤维层，所述碳纤维层的内壁上设置有难熔金属本体。
6.作为上述技术方案的进一步描述：
7.所述空心环的外侧螺纹连接有保护壳。
8.作为上述技术方案的进一步描述：
9.所述开口与弧形块卡合。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述固定螺栓的末端分别与对应的孔洞螺纹连接。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述碳纤维层均采用碳纤维支撑体。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述难熔金属本体和碳纤维层相邻一侧均设置锯齿。
16.本实用新型具有如下有益效果：
17.1、本实用新型中，通过将难熔金属喉衬与背衬、扩张段内衬采用一体化结构设计，难熔金属喉衬背壁缠绕碳纤维层，碳纤维层外壁缠绕隔热性能良好的高硅氧层，高温高压
固化一体成型，碳纤维层覆盖整个喉衬高导热区域和扩张段与收敛段的大烧蚀区，高硅氧层覆盖碳纤维层，既起到可靠支撑难熔金属喉衬和碳纤维层的作用，同时实现金属壳体与高温防热结构的物理隔离，避免了发动机工作过程中喉衬背壁支撑体存在快速碳化现象导致的喷管烧穿甚至发动机爆炸，
18.2、本实用新型中，通过将固定环焊接在发动机上，配合将壳体外左端设置有空心环，空心环内侧设置有空腔，空心环左侧顶部设置有开口，开口处与弧形块卡合，转动壳体，使固定螺栓的末端分别与对应的孔洞对齐，再将固定螺栓的末端与对应的孔洞螺纹连接，从而使喷管与发动机之间能够进行安装、拆卸，当喷管出现问题时，可以进行更换，降低了经济成本，使用起来更加方便。
附图说明
19.图1为本实用新型提出的一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管的正视图；
20.图2为本实用新型提出的一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管的侧视结构拆分图；
21.图3为本实用新型提出的一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管的侧视局部结构拆分图；
22.图4为本实用新型提出的一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管的局部结构剖视图。
23.图例说明：
24.1、壳体；2、空心环；3、固定环；4、连接块；5、弧形块；6、开口；7、空腔；8、孔洞；9、高硅氧层；10、碳纤维层；11、难熔金属本体；12、固定螺栓；13、保护壳。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.参照图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种小型固体火箭发动机一体化难熔金属复合喷管，包括壳体1，壳体1的外侧左端固定连接有空心环2，空心环2的内侧设置有空
腔7，空心环2的左侧顶部设置有开口6，空心环2 上等距螺纹连接有若干个固定螺栓12，壳体1的左端设置有固定环3，固定环3的右端顶部固定连接有连接块4，连接块4的右端固定连接有弧形块5，固定环3的右端四周等距设置有若干个孔洞8，壳体1的内壁上设置有高硅氧层9，高硅氧层9的内壁上设置有碳纤维层10，碳纤维层10的内壁上设置有难熔金属本体11，使用时通过将难熔金属本体11的喉衬与背衬、扩张段内衬采用一体化结构设计，难熔金属本体11的喉衬背壁缠绕碳纤维层10，碳纤维层10外壁缠绕隔热性能良好的高硅氧层9，高温高压固化一体成型，碳纤维层10覆盖整个喉衬高导热区域和扩张段与收敛段的大烧蚀区，高硅氧层9覆盖碳纤维层10，既起到可靠支撑难熔金属本体11的喉衬和碳纤维层10的作用，同时实现壳体1与高温防热结构的物理隔离，避免了发动机工作过程中喉衬背壁支撑体存在快速碳化现象导致的喷管烧穿甚至发动机爆炸，并且通过将固定环3焊接在发动机上，配合将壳体1外侧左端设置有空心环2，空心环2内侧设置有空腔7，空心环2左侧顶部设置有开口6，开口6处与弧形块 5卡合，转动壳体1，使固定螺栓12的末端分别与对应的孔洞8对齐，再将固定螺栓12的末端与对应的孔洞8螺纹连接，从而使喷管与发动机之间能够进行安装、拆卸，当喷管出现问题时，可以进行更换，降低了经济成本，使用起来更加方便。
28.空心环2的外侧螺纹连接有保护壳13，便于对固定螺栓12进行保护，开口6与弧形块5卡合，便于使弧形块5能够顺利进入空腔7中，固定螺栓12 的末端分别与对应的孔洞8螺纹连接，便于通过固定螺栓12与对应的孔洞8 螺纹连接，从而将壳体1与固定环3相连接，进而使喷管与发动机相连接，碳纤维层10均采用碳纤维支撑体，难熔金属本体11和碳纤维层10相邻一侧均设置锯齿，从而使工作过程中喉衬和背衬对接面承受的接触应力降低为传统结构的百分之十左右，喷管在长时间工作的条件下具有较高的热结构完整性。
29.工作原理：通过将难熔金属本体11的喉衬与背衬、扩张段内衬采用一体化结构设计，难熔金属本体11的喉衬背壁缠绕碳纤维层10，碳纤维层10外壁缠绕隔热性能良好的高硅氧层9，高温高压固化一体成型，碳纤维层10覆盖整个喉衬高导热区域和扩张段与收敛段的大烧蚀区，高硅氧层9覆盖碳纤维层10，既起到可靠支撑难熔金属本体11的喉衬和碳纤维层10的作用，同时实现壳体1与高温防热结构的物理隔离，避免了发动机工作过程中喉衬背壁支撑体存在快速碳化现象导致的喷管烧穿甚至发动机爆炸，并且通过将固定环3焊接在发动机上，配合将壳体1外侧左端设置有空心环2，空心环2内侧设置有空腔7，空心环2左侧顶部设置有开口6，开口6处与弧形块5卡合，转动壳体1，使固定螺栓12的末端分别与对应的孔洞8对齐，再将固定螺栓 12的末端与对应的孔洞8螺纹连接，从而使喷管与发动机之间能够进行安装、拆卸，当喷管出现问题时，可以进行更换，降低了经济成本，使用起来更加方便。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。