一种带有针栓喷注器的发动机推力室的制作方法

本技术涉及航空航天，尤其涉及一种带有针栓喷注器的发动机推力室。

背景技术：

1、可回收火箭对发动机提出了变推力的要求，针栓喷注器可以较好的实现对氧和燃料进入推力室的流量控制，从而实现大范围调节推力的功能。目前，spacex公司猎鹰9火箭的梅林系列发动机采用的就是针栓喷注器形式，可以有效地完成变推力功能。

2、针栓喷注器虽然为发动机带来了推力可调节的功能，但也产生了一些问题。由于针栓需求额外的驱动机构进行动作，从而增加了发动机的复杂性；还由于针栓喷注器将氧和燃料雾化后会产生回流区，从而提高了推力室的温度，容易烧蚀推力室。

3、因此，如何使得可回收火箭的发动机实现变推力，并且还降低发动机的复杂性，避免烧蚀推力室，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种带有针栓喷注器的发动机推力室，以使得可回收火箭的发动机实现变推力，并且还降低发动机的复杂性，避免烧蚀推力室。

2、为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：

3、一种带有针栓喷注器的发动机推力室，包括：针栓喷注器和推力室壳体；其中，推力室壳体的顶部具有贯通的安装通道，针栓喷注器安装至该安装通道内，并且针栓喷注器的上端露在推力室壳体的外部，其上开设有氧入口，以向针栓喷注器内通入氧，针栓喷注器下端伸入推力室壳体的内部，其上开设有氧出口，以向推力室壳体的内部喷注氧；推力室壳体的壳壁内具有沿壳壁周向环形分布的点火剂流道，并且点火剂流道位于壳壁的顶部，点火剂流道的点火剂入口通向推力室壳体的外部，以向点火剂流道内通入点火剂，点火剂流道的点火剂出口通向推力室壳体的内部，以向推力室壳体的内部注入点火剂；推力室壳体的壳壁内具有沿壳壁周向环形分布的燃料冷却环带流道，并且燃料冷却环带流道位于壳壁的中部，燃料冷却环带流道的环带流道入口通向推力室壳体的外部，以向燃料冷却环带流道内通入燃料，燃料冷却环带流道的环带流道出口通向推力室壳体的内部，以向推力室壳体的内部注入燃料；推力室壳体的壳壁内具有燃料主路流道；燃料主路流道的主路流道入口通向推力室壳体的外部，并且位于壳壁的下部，以向燃料主路流道内通入燃料；燃料主路流道的主路流道出口通向推力室壳体的内部，并且位于壳壁的顶部；燃料主路流道由主路流道入口先向下延伸至壳壁的底部，再向上延伸至壳壁的顶部，并从壳壁的顶部向下至主路流道出口，以向推力室壳体的内部注入燃料。

4、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，针栓喷注器包括：喷注器壳体、中心筒、氧喷注嘴和滤网；其中，喷注器壳体的底部具有贯通的安装孔，喷注器壳体的上部具有贯通的氧入口；中心筒位于喷注器壳体内，其上段与喷注器壳体的内壁之间具有空隙，形成环形空腔，其下段与喷注器壳体的内部之间紧贴；氧喷注嘴的上端伸入喷注器壳体的安装孔，与中心筒的下端连接；中心筒的上段的侧壁开设有贯通的氧入孔，滤网环绕在中心筒的上段的侧壁上，氧喷注嘴上开设有氧出口。

5、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，氧喷注嘴的侧壁上环形均布有多个氧主出口和多个氧副出口，氧副出口位于氧主出口的下方，且与氧主出口错开预定角度；氧喷注嘴的底部开设有多个氧底部出口，氧底部出口的轴线与推力室壳体的轴线夹角为锐角。

6、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，点火剂流道包括：点火剂进入管路、点火剂环腔和多个点火剂排出管路；点火剂进入管路的一端通向推力室壳体的外部，其端口作为点火剂入口，点火剂进入管路的另一端与点火剂环腔连通；每个点火剂排出管路的上端与点火剂环腔连通，每个点火剂排出管路的下端通向推力室壳体的内部，其端口作为点火剂出口。

7、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，燃料冷却环带流道包括：冷却环带进口管路、冷却环带上环腔、冷却环带下环腔、多个冷却环带通道管路和多个冷却环带出口管路；其中，冷却环带进口管路的一端通向推力室壳体的外部，其端口作为环带流道入口，冷却环带进口管路的另一端与冷却环带上环腔连通；冷却环带上环腔与冷却环带下环腔之间通过圆周分布的多个冷却环带通道管路连通；每个冷却环带出口管路的上端与冷却环带下环腔连通，每个冷却环带出口管路的下端通向推力室壳体的内部，其端口作为环带流道出口，并且所有冷却环带出口管路环形均布。

8、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，推力室壳体的壳壁内具有两个燃料冷却环带流道，其中一个燃料冷却环带流道位于另一燃料冷却环带流道的上方。

9、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，冷却环带出口管路的轴向与推力室壳体的轴向呈预定倾角。

10、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，燃料主路流道包括：燃料上主路流道和燃料下主路流道；燃料上主路流道和燃料下主路流道连通，并且主路流道入口位于燃料下主路流道上，主路流道出口位于燃料上主路流道上。

11、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，燃料上主路流道包括：燃料上主路出口环腔、燃料上主路第一垂直流道、燃料上主路第一过渡环腔、燃料上主路第二垂直流道、燃料上主路第二过渡环腔；燃料上主路出口环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料上主路出口环腔位于壳壁的顶部，其与推力室壳体的内部通过主路流道出口连通；燃料上主路第一垂直流道的上端与燃料上主路出口环腔连通，燃料上主路第一垂直流道的下端与燃料上主路第一过渡环腔连通；燃料上主路第一过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料上主路第一过渡环腔位于壳壁的上部；燃料上主路第二垂直流道的上端与燃料上主路第一过渡环腔连通，燃料上主路第二过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料上主路第二过渡环腔位于壳壁的上部且连通至燃料上主路第二垂直流道上，燃料上主路第二垂直流道的下端用于与燃料下主路流道连通。

12、如上所述的带有针栓喷注器的发动机推力室，其中，优选的是，燃料下主路流道包括：燃料下主路进口管路、燃料下主路过渡主环腔、燃料下主路均流通道、燃料下主路第一过渡环腔、燃料下主路第一垂直流道、燃料下主路第二过渡环腔、燃料下主路第三过渡环腔、燃料下主路连接通道、燃料下主路第四过渡环腔和燃料下主路第二垂直流道；其中，燃料下主路进口管路的一端通向推力室壳体的外部，其端口作为主路流道入口，燃料下主路进口管路的另一端与燃料下主路过渡主环腔连通；燃料下主路过渡主环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料下主路过渡主环腔位于壳壁的下部；燃料下主路均流通道的一端与燃料下主路过渡主环腔连通，燃料下主路均流通道的另一端与燃料下主路第一过渡环腔连通；燃料下主路第一过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料下主路第一过渡环腔位于燃料下主路过渡主环腔的下方；燃料下主路第一垂直流道的一端与燃料下主路第一过渡环腔连通，燃料下主路第一垂直流道的另一端与燃料下主路第三过渡环腔连通，燃料下主路第三过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料下主路第三过渡环腔位于燃料下主路过渡主环腔的上方；燃料下主路第二过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且燃料下主路第二过渡环腔位于壳壁的底部且连通至燃料下主路第一垂直流道上; 燃料下主路连接通道的一端与燃料下主路第三过渡环腔连通，燃料下主路连接通道的另一端与燃料下主路第四过渡环腔连通；燃料下主路第四过渡环腔沿壳壁周向环形分布，并且位于燃料下主路第三过渡环腔的上方；燃料下主路第二垂直流道的一端与燃料下主路第四过渡环腔连通，燃料下主路第二垂直流道的另一端与燃料上主路流道连通。

13、相对上述背景技术，本技术中的带有针栓喷注器的发动机推力室，可以使得可回收火箭的发动机实现变推力，并且还降低发动机的复杂性，避免烧蚀推力室。