喷管与导流筒的连接装置及发动机的制作方法

本发明涉及火箭发动机 ，尤其涉及一种喷管与导流筒的连接装置及发动机。

背景技术：

1、固体火箭发动机作为动力装置必须与总体部件经过合适连接后才能将产生的推力传递给总体部件实现功能。

2、在发动机工作的整个过程中，喷管做为高温燃气出口，与总体连接结构时需要考虑热防护、密封和振动。例如，在火箭撬助推发动机的应用前提下，由于总体和环境要求，需要固体助推发动机喷管与火箭撬的导流筒相连接。然而火箭撬在工作过程中车架和助推发动机会产生高频振动，导流筒与喷管之间的连接结构工作环境严酷。

技术实现思路

1、本发明提供一种喷管与导流筒的连接装置及发动机，用以解决相关技术中的缺陷之一，排除了两个固定法兰盘连接形成的过度约束，减少了由于约束过多产生的应力集中，降低了工作过程中结构破坏的概率，即降低了火箭撬车架运动过程中由于振动导致应力集中产生的解体风险，提高了工作过程中发动机喷管与车架导流筒连接位置的抗高频振动冲击的缓冲能力，提高了连接装置的可靠性。

2、本发明提供一种喷管与导流筒的连接装置，包括第一法兰盘、第二法兰盘、螺栓部件和密封部件，所述第一法兰盘构造于导流筒，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘通过所述螺栓部件连接，且所述密封部件压紧于所述第一法兰盘与喷管端沿的第一面之间，所述第二法兰盘适于抵接所述喷管端沿的第二面，所述喷管端沿的第一面与第二面相对设置，且所述喷管端沿的第一面朝向所述第一法兰盘。

3、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述密封部件包括内圈体和套设于所述内圈体外侧的外圈体，所述外圈体为可压缩材料的圈层，所述内圈体为不可压缩耐高温材料的圈层。

4、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述外圈体与所述内圈体复合于一体。

5、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述密封部件包括环皮与环芯，所述环皮包裹于所述环芯外侧，所述环皮为可压缩耐高温的材料片层，所述环芯为不可压缩材料的片层。

6、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述环皮与所述环芯复合于一体。

7、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述环皮包括第一环片、第二环片、第三环片和第四环片，所述第一环片与所述第二环片分别复合于所述环芯沿其轴向方向的两侧，所述第三环片与所述第四环片分别复合于所述环芯沿其径向方向的内侧与外侧。

8、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述第二法兰盘包括至少两个子法兰盘，多个所述子法兰盘沿周向分布，相邻两个所述子法兰盘通过连接部连接。

9、根据本发明提供的一种喷管与导流筒的连接装置，所述第一法兰盘在朝向所述第二法兰盘的表面设有凸起，所述凸起抵接所述密封部件的外周侧面。

10、本发明还提供一种发动机，包括喷管、导流筒和如上所述的喷管与导流筒的连接装置，所述喷管包括扩张部和端沿，所述扩张部沿其喷射方向的末端设置所述端沿，所述端沿通过所述连接装置与所述导流筒连接。

11、根据本发明提供的一种发动机，所述扩张部的内侧设有绝热层，所述绝热层在所述扩张部的末端的截面与所述端沿的第一面之间沿喷射方向具有间隙，所述间隙用于填充绝热材料。

12、本发明提供的喷管与导流筒的连接装置，通过连接装置将喷管与导流筒连接。第一法兰盘构造于导流筒，为导流筒的一部分，喷管端沿的第一面与第二面相对设置，且第一面朝向第一法兰盘，将密封部件置于第一法兰盘与喷管端沿的第一面之间，将第二法兰盘朝向第一法兰盘的侧面抵压在喷管端沿的第二面上，通过螺栓部件将第一法兰盘与第二法兰盘连接，由此实现喷管与导流筒的连接固定。

13、本发明将第二法兰盘与喷管独立拆分设计，将第一法兰盘与导流筒一体式设计，形成固定法兰盘与活动法兰盘的结构形式，在喷管与导流筒连接时，第二法兰盘与第一法兰盘的连接不受喷管与导流筒安装的影响，在喷管、密封部件以及导流筒位置确定后即可保持不动，第二法兰盘对应第一法兰盘进行适应性调整对位后，在通过螺栓部件将二者连接，由此第一法兰盘、第二法兰盘和螺栓部件组成的连接结构与密封部件形成的密封结构在连接过程中互不影响，对连接结构进行了可靠的径向和轴向限位，既能够满足喷管与导流筒连接的紧固性要求，又能够满足喷管与导流筒连接的密封性要求。

14、同时，针对发动机助推火箭撬车架的工作过程中，由于火箭撬在滑轨上运动时会产生微小振幅的高频振动，导致发动机喷管和火箭撬车架的连接结构受到高频冲击。本发明的连接装置通过灵活调节的第二法兰盘实现“软连接”，同时又排除了两个固定法兰盘连接形成的过度约束，减少了由于约束过多产生的应力集中，降低了工作过程中结构破坏的概率，即降低了火箭撬车架运动过程中由于振动导致应力集中产生的解体风险，提高了工作过程中发动机喷管与车架导流筒连接位置的抗高频振动冲击的缓冲能力，提高了连接装置的可靠性。

15、本发明喷管与导流筒两个刚性件之间填充密封部件，既保证了火箭撬车架运动过程中的振动及导流筒微形变等情况发生时不会造成密封失效，又可以降低振动发生时两个刚性件发生碰撞导致结构解体的风险。

技术特征：

1.一种喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，包括第一法兰盘、第二法兰盘、螺栓部件和密封部件，所述第一法兰盘构造于导流筒，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘通过所述螺栓部件连接，且所述密封部件压紧于所述第一法兰盘与喷管端沿的第一面之间，所述第二法兰盘适于抵接所述喷管端沿的第二面，所述喷管端沿的第一面与第二面相对设置，且所述喷管端沿的第一面朝向所述第一法兰盘。

2.根据权利要求1所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述密封部件包括内圈体和套设于所述内圈体外侧的外圈体，所述外圈体为可压缩材料的圈层，所述内圈体为不可压缩耐高温材料的圈层。

3.根据权利要求2所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述外圈体与所述内圈体复合于一体。

4.根据权利要求1所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述密封部件包括环皮与环芯，所述环皮包裹于所述环芯外侧，所述环皮为可压缩耐高温的材料片层，所述环芯为不可压缩材料的片层。

5.根据权利要求4所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述环皮与所述环芯复合于一体。

6.根据权利要求4所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述环皮包括第一环片、第二环片、第三环片和第四环片，所述第一环片与所述第二环片分别复合于所述环芯沿其轴向方向的两侧，所述第三环片与所述第四环片分别复合于所述环芯沿其径向方向的内侧与外侧。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述第二法兰盘包括至少两个子法兰盘，多个所述子法兰盘沿周向分布，相邻两个所述子法兰盘通过连接部连接。

8.根据权利要求7所述的喷管与导流筒的连接装置，其特征在于，所述第一法兰盘在朝向所述第二法兰盘的表面设有凸起，所述凸起抵接所述密封部件的外周侧面。

9.一种发动机，其特征在于，包括喷管、导流筒和如权利要求1至8任意一项所述的喷管与导流筒的连接装置，所述喷管包括扩张部和端沿，所述扩张部沿其喷射方向的末端设置所述端沿，所述端沿通过所述连接装置与所述导流筒连接。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述扩张部的内侧设有绝热层，所述绝热层在所述扩张部的末端的截面与所述端沿的第一面之间沿喷射方向具有间隙，所述间隙用于填充绝热材料。

技术总结本发明涉及火箭发动机技术领域，尤其涉及一种喷管与导流筒的连接装置及发动机，喷管与导流筒的连接装置包括第一法兰盘、第二法兰盘、螺栓部件和密封部件，第一法兰盘构造于导流筒，第一法兰盘与第二法兰盘通过螺栓部件连接，且密封部件压紧于第一法兰盘与喷管端沿的第一面之间，第二法兰盘适于抵接喷管端沿的第二面，喷管端沿的第一面与第二面相对设置，且喷管端沿的第一面朝向第一法兰盘。降低了火箭撬车架运动过程中由于振动导致应力集中产生的解体风险，提高了工作过程中发动机喷管与车架导流筒连接位置的抗高频振动冲击的缓冲能力，提高了连接装置的可靠性。技术研发人员：吴喆昊,刘百奇,肖波,杨向明,李伟,刘建设,张胜敏,杨乐,高强受保护的技术使用者：北京星河动力装备科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29