一种水下固体火箭发动机喷管密封结构的制作方法

本发明属于固体火箭发动机，具体涉及一种水下固体火箭发动机喷管密封结构。

背景技术：

1、对于水下使用的固体火箭发动机，其喷管密封结构对发动机水下正常点火工作至关重要。主要需要考虑两方面：(1)发动机处于深水环境时，堵盖结构能够承受来自水环境的外压作用，防止外界水进入发动机内部，保证发动机可以正常点火；(2)当发动机点火工作时，堵盖可承受发动机内压，使燃气在燃烧室内建立一定压力(约2～4mpa)，有助于发动机装药的正常点火燃烧，当燃烧室压力达到设定值时，堵盖可以通过剪切破坏打开，使发动机进入正常工作状态。目前常见的喷管堵盖多采用粘接方式固定在发动机喷管扩张段，这种密封方式主要有以下缺点：(1)胶水长时间处于水压环境下粘接界面可靠性存在问题；(2)胶粘密封结构承压能力有限，不能满足大水深环境下的密封要求；(3)交变水环境作用下粘接胶易老化失效。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，解决了水下使用的固体火箭发动机喷管在大水深环境下的密封性能的可靠性。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

3、一种水下固体火箭发动机喷管密封结构，包括依次同轴压设在喷管法兰端口的堵盖和压环，堵盖与喷管法兰的接触面周向设有剪切槽，压环内径不小于喷管法兰端口的内径。

4、优选的，剪切槽与喷管法兰同轴、且与喷管法兰端口相切。

5、优选的，剪切槽轴向截面为三角形。

6、优选的，堵盖厚度δ1为1mm，剪切槽轴向截面三角形的底长d为13.8mm、轴向深度δ2为0.8mm、顶角θ为30°。

7、进一步的，还包括至少两个依次穿入压环、堵盖和喷管法兰的固定轴。

8、优选的，各固定轴沿压环周向均匀布设。

9、优选的，压环内径自其与喷管法兰的接触端向外逐渐增大。

10、进一步的，喷管法兰与堵盖接触面设有密封槽，密封槽内设有密封圈。

11、优选的，密封圈与喷管法兰同轴。

12、与现有技术相比，本发明的优点为：

13、(1)本发明的水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，能有效确保发动机正常工作时，密封的堵盖可维持发动机装药燃烧的临界压强，当燃烧室压强达到设计破堵压强时，堵盖能沿剪切槽剪切破坏，堵盖顺利打开，发动机正常发火；当发动机处于深水环境下未工作时，可承受来自深水环境的兆帕级水压作用，兼顾了深水可靠密封及发动机燃烧室初始建压要求，结构可靠、简单、易于操作；整体达到隔绝水的作用，保证了深水条件下密封结构的可靠性。

14、(2)本发明的水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，堵盖朝向燃烧室一侧设置有三角形环向剪切槽，保证了在一定外压环境下铝堵盖结构完整，密封可靠；在一定燃烧室内压条件下铝堵盖沿剪切槽破坏，堵盖打开，发动机正常工作。

15、(3)本发明的水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，喷管法兰周向同轴开设密封槽，密封槽内设有密封圈，密封圈采用硅橡胶，保证装置整体的密封性能。

16、(4)本发明的水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，通过固定轴将压环和堵盖稳定地装配在喷管法兰上，保证其连接的可靠性。

17、(5)本发明的水下固体火箭发动机喷管密封结构，通过对部件结构的合理设置，铝堵盖的厚度、三角形剪切槽的直径及轴向深度可根据实际工况调整，以满足不同的内、外承压需求，提高了密封结构整体的适用性。

技术特征：

1.一种水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，包括依次同轴压设在喷管法兰(0)端口的堵盖(3)和压环(2)，所述堵盖(3)与喷管法兰(0)的接触面周向设有剪切槽(3-1)，所述压环(2)内径不小于喷管法兰(0)端口的内径。

2.如权利要求1所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述剪切槽(3-1)与喷管法兰(0)同轴、且与喷管法兰(0)端口相切。

3.如权利要求2所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述剪切槽(3-1)轴向截面为三角形。

4.如权利要求3所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述堵盖(3)厚度δ1为1mm，所述剪切槽(3-1)轴向截面三角形的底长d为13.8mm、轴向深度δ2为0.8mm、顶角θ为30°。

5.如权利要求1所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，还包括至少两个依次穿入压环(2)、堵盖(3)和喷管法兰(0)的固定轴(1)。

6.如权利要求5所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，各固定轴(1)沿压环(2)周向均匀布设。

7.如权利要求1所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述压环(2)内径自其与喷管法兰(0)的接触端向外逐渐增大。

8.如权利要求1-7任一所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述喷管法兰(0)与堵盖(3)接触面设有密封槽，密封槽内设有密封圈(4)。

9.如权利要求8所述的水下固体火箭发动机喷管密封结构，其特征在于，所述密封圈(4)与喷管法兰(0)同轴。

技术总结一种水下固体火箭发动机喷管密封结构，包括依次同轴压设在喷管法兰端口的堵盖和压环，堵盖与喷管法兰的接触面周向设有剪切槽，压环内径不小于喷管法兰端口的内径。通过对部件结构的合理设置，能有效确保发动机正常工作时，密封的堵盖可维持发动机装药燃烧的临界压强，当燃烧室压强达到设计破堵压强时，堵盖能沿剪切槽剪切破坏，堵盖顺利打开，发动机正常发火；当发动机处于深水环境下未工作时，可承受来自深水环境的兆帕级水压作用，兼顾了深水可靠密封及发动机燃烧室初始建压要求，结构可靠、简单、易于操作；整体达到隔绝水的作用，保证了深水条件下密封结构的可靠性。技术研发人员：卢莹莹,胡少青,李世鹏,郭常超,蒋鸣,李焕,吴成丰,杨燕京受保护的技术使用者：西安近代化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18