一种先导式快速响应的多喷嘴推进器的制作方法

本技术涉及喷气推进器的领域，尤其是涉及一种先导式快速响应的多喷嘴推进器。

背景技术：

1、喷气推进是一种依靠喷射物质的动量传递给物体上的反作用力实现物体运动的方法，喷气推进器多用于航空、航天、军工武器等领域。

2、轻量化、小型化、快速响应是现代武器装备的发展趋势。而喷气推进器作为产生推力的动力源，其响应速度快慢直接影响武器装备的快速反应性能。目前喷气推进器多为一个喷嘴，仅能单方向产生推力，无法进行姿态调整。若要多方向产生推力需要通过不同推进器并联来实现，但这样会造成系统的体积、重量升，同时系统的可靠性以及响应速度均会下降。

技术实现思路

1、为了在具有多姿态调整功能的基础上，提高喷气推进器的响应速度，本技术提供一种先导式快速响应的多喷嘴推进器。

2、本技术提供的一种先导式快速响应的多喷嘴推进器采用如下的技术方案：

3、一种先导式快速响应的多喷嘴推进器，包括外壳、主阀、多个喷嘴以及与所述喷嘴对应设置的先导式电磁阀，每个所述先导式电磁阀分别控制一个所述喷嘴的通断；

4、所述主阀包括一个气源管道以及与多个与所述喷嘴对应设置的主阀芯，所述外壳内开设有与所述喷嘴连通的多个气腔，各所述主阀芯对应设置在所述气腔内且所述主阀芯的尾部与所述气腔底壁之间设置有主弹簧，使得所述主阀芯后方的空间形成第四容腔，所述外壳内开设有与所述气腔连通的第二容腔，所述第二容腔与所述气源管道连通，所述先导式电磁阀设置在所述气源管道和对应的所述主阀芯之间，且其内部的流道与第四容腔连通，通过控制其内部的流道与所述第二容腔的通断以及其内部容腔与大气压的通断以建立所述第二容腔与所述第四容腔之间的压差，所述主阀芯受所述压差作用沿对应所述喷嘴的轴线移动以控制所述第二容腔与对应所述喷嘴的通断。

5、通过采用上述技术方案，一个先导式电磁阀分别控制一个喷嘴的通断，各个先导式电磁阀的控制形式是一致的，在此先以一个先导式电磁阀的控制模式进行举例说明：首先气源管道中的气体分别通入多个主阀芯前端的第二容腔中，当控制先导式电磁阀关闭时，则使得第二容腔与先导式电磁阀内部的流道连通，此时其内部的流道与大气压断开，在内外压差的作用下，先导式电磁阀内部流道的气体流入第四容腔内，使得第四容腔内的压力大于第二容腔内的压力，以推动主阀芯向喷嘴的方向移动，将喷嘴的出口封堵；当控制先导式电磁阀开启时，则使得第二容腔封闭，不与先导式电磁阀内部的流道连通，此时先导式电磁阀内部的流道与大气压流通，遗留在流道内的气体排出，而从气源管道流入的气体则被封闭在第二容腔内，随着流入第二容腔内的气体逐渐增加，第二容腔内的压力大于第四容腔内的压力，以推动主阀芯向远离喷嘴的方向移动，使得第二容腔与喷嘴的出口连通，气体从喷嘴喷出；采用先导电磁阀优先开启先导阀芯，在质量轻、体积小的前提下提供较大推力，可以通过不同先导式电磁阀，组合开启、关闭的方法实现不同姿态产生推力，实现本技术推进器的多姿态调整。

6、优选的，所述先导式电磁阀包括电磁铁组件、先导阀座、先导阀杆以及可在先导阀杆和先导阀座之间滑动的先导阀芯，所述先导阀座内开设有与所述第二容腔连通的第三流道，所述先导阀芯与所述外壳之间形成有第五容腔，所述第五容腔与所述第四容腔连通，所述先导阀杆内开设有与外界连通的第五流道，所述先导阀芯用于受所述先导阀杆驱动将所述第三流道封堵或者使所述第三流道与所述第五容腔连通。

7、通过采用上述技术方案，先导式电磁阀关闭时：先导阀芯向上运动，使得先导阀芯的下端打开，即第三流道与第五容腔处于连通状态，从气源管道进入的气体分散到多个喷嘴对应的第二容腔内，使得第二容腔内的气体顺着第三流道传至第五容腔内，该路气体产生向上压力，使得先导阀芯上端与先导阀杆密封，使得第五容腔内的气体无法从第五流道中排出，从而第五容腔内的气体进入与之连通的第四容腔内，第四容腔内的气体对主阀芯产生向右的压力，使得主阀芯将第二容腔密封，即第二容腔不与喷嘴出口连通，气体无法从此喷嘴位置喷出；先导式电磁阀打开时：先导阀芯在先导推杆作用下向下运动，使得先导阀芯下端将第三流道的出口密封，此时第三流道内气体无法进入第五容腔，由于缺少第五容腔内缺少将先导阀芯上端密封的压力，使得第五容腔内气体沿着第五流道排出，第五容腔和第四容腔之间产生压差，使得第四容腔内气体返流至第五容腔，并通过第五流道排出，由于气源管道源源不断地向第二容腔内通入气体，使得第二容腔和第四容腔之间快速建立压差，主阀芯在第二容腔内的气体压力作用下向左移动打开，将第二容腔与喷嘴出口连通，使得堆积在第二容腔内的气体从喷嘴喷出，从而产生推力。

8、优选的，所述先导阀杆包括第一阀杆段以及第二阀杆段，所述第一阀杆段与所述第二阀杆段之间存在用于连通所述第五流道与外界大气压的排气流道，所述第五流道入口端的截面面积≤所述第五流道排出端的截面面积。

9、通过采用上述技术方案，为了快速建立第二容腔与第四容腔之间的压差，避免推进器产生节流，需要在先导式电磁阀开启时快速将第五容腔内储存的气体排出，通过设计第五流道入口端的截面面积≤第五流道排出端的截面面积，便于将第五流道内的气体快速排出。

10、优选的，所述第五容腔与所述第四容腔通过第四流道连通，所述第二容腔与所述第三流道通过第二流道连通，所述第三流道排出端的截面面积≤第三流道入口端的截面面积≤第二流道入口端的截面面积≤第一流道的截面面积。

11、通过采用上述技术方案，顺着气体的流动方向，流道的截面面积逐渐减小，使得气体流入第五容腔的速度减慢，使得第五容腔内的气体体积减小，便于在先导式电磁阀开启时快速建立第二容腔与第四容腔之间的压差，进一步提高推进器的响应速度。

12、优选的，所述第四容腔内放置有推动所述主阀芯前后移动的主弹簧，所述第五容腔内放置有用于推动所述先导阀芯在所述先导阀座与所述先导阀杆之间移动的先导弹簧，所述主弹簧与所述先导弹簧的长度为6-9cm，所述主弹簧与所述先导弹簧的直径为3-5cm。

13、通过采用上述技术方案，通过分别设置主弹簧与先导弹簧的长度和直径，可以在满足主弹簧和先导弹簧设计性能指标以及容腔的前提下，减小第四容腔以及第五容腔的体积，以便气体在第二容腔和第四容腔之间快速建压，以推动主阀芯动作，便于将气体快速喷出。

14、优选的，所述主阀芯包括主体段以及成型在所述主体段前端的控流段，所述控流段的直径小于所述主体段的直径，使得所述主体段与所述控流段之间形成台阶，所述台阶的面积与所述主弹簧的弹力系数以及长度进行匹配设计。

15、通过采用上述技术方案，使得台阶的面积与主弹簧的弹力系数以及长度进行匹配设计，在满足主弹簧的设计性能的基础上，加快主阀芯打开的速度，提高推进器的快速响应性能。

16、在满足主弹簧的设计性能的基础上，加快主阀芯打开的速度，提高推进器的快速响应性能。

17、优选的，所述外壳包括底部壳和上部壳，所述先导阀杆以及电磁铁组件安装在所述上部壳中，所述上部壳开设有用于连通第五流道与外界大气压的排气口，所述上部壳与所述底部壳可拆卸式连接。

18、通过采用上述技术方案，先导阀杆、先导阀芯以及先导阀座的轴线重合，并且其轴线与气源管道的轴线垂直，主阀芯的轴线与先导阀的轴线垂直，设置用于安装先导阀杆和电磁铁组件的上部壳，更加节省空间，便于实现推进器的小型化，上部壳可拆，便于进行先导式电磁阀各个部件的更换，实现了本技术推进器的模块化设计。

19、优选的，所述喷嘴包括与所述气源管道的轴线重合的主喷嘴以及对称分布在所述主喷嘴两侧的副喷嘴，所述副喷嘴的轴线与所述气源管道的轴线形成夹角，多个所述喷嘴均固定在快拆方壳上，所述快拆方壳通过螺丝与所述底部壳固定连接。

20、通过采用上述技术方案，对称设置在主喷嘴两侧的副喷嘴通过喷出与推进器呈夹角的气体，以便于对推进器进行姿态调整；多个喷嘴通过快拆方壳可拆卸式固定在底部壳上，便于对喷嘴进行更换，也可以实现不同喷嘴型号在一个推进器上的集成设计，便于推进器获得更优的推进以及姿态调整效果。

21、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

22、本技术通过使用先导式电磁阀控制多个喷嘴与气源管道之间的通断，在质量轻、体积小的前提下提供较大推力，通过多喷嘴，推力多方向设计，可以为不同方向，提供不同推力，可以通过不同先导电磁阀，组合开启、关闭的方法实现不同姿态产生推力；

23、本技术通过对第二容腔、第四容腔以及第五容腔的体积进行合理设置，对第三流道、第五流道以及第一流道的截面面积进行优化设计，便于在先导式电磁阀打开时，将第五容腔中的气体通过第五流道快速排出，以快速建立第二容腔与第四容腔之间的压力差，从而使得主阀芯在压力差作用下移动打开，使得气体快速排出，实现了本技术推进器的快速响应；

24、本技术通过将各个喷嘴集成在快拆方壳上，快拆方壳与底部壳可拆卸式连接，便于对喷嘴进行更换，也可以实现不同喷嘴型号在一个推进器上的集成设计，便于推进器获得更优的推进以及姿态调整效果。