CN104806381B - 固液火箭发动机点火器及其头部出线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种固液火箭发动机点火器及其头部出线方法，其中，点火器包括点火器盒体、点火器螺纹环、点火药。点火器盒体与点火器螺纹环采用螺纹连接，密封垫圈密封，且内部形成环形空腔，用来填充点火药。本发明固液火箭发动机点火器头部出线方法为，采用点火器密封头与点火器转接套采用螺纹连接；点火器转接套与喷注面板采用螺纹连接。将点火器引线一端插入点火药中的发火材料，从点火器盒体发火孔引出，经由点火器盒体的导线孔、点火器转接套内孔、点火器密封头引出发动机。本发明的优点为：点火器结构合理；头部出线方法可极大地缩短点火器引线长，避免点火器工作后点火器引线的断开问题，降低点火器引起布线难度，提高点火器工作的可靠性。

Description

固液火箭发动机点火器及其头部出线方法

技术领域

本发明涉及一种火箭发动机点火器，提出了一种全新的固液火箭发动机点火器引线的出线方法，适用于固液火箭发动机的点火启动，尤其适用于固液火箭发动机的高空点火。

背景技术

固液火箭发动机采用液体氧化剂和固体燃料，在结构上兼备了液体火箭发动机和固体火箭发动机的共同特点，具有安全性好、推力调节容易、环保性好、药柱稳定性好、温度敏感性低和经济性好等优点，可用于探空火箭、靶弹、战术导弹等。

点火器技术是火箭发动机的关键技术之一。液体火箭发动机通常有多次启动的要求，除自燃点火外，常见的方式有采用多个烟火点火器或者设有额外的可多次启动的点火系统；前者通常是柱状结构，安装于发动机的燃烧室外，通过导焰管把点火器产生的火焰引入燃烧室；而后者结构复杂。固体火箭发动机一般不能实现多次点火启动，常用的都是采用点火药包或者点火发动机的方式进行点火，通常安装于发动机燃烧室内，多数采用柱状或圆环等可烧毁结构，点火器产生的燃气对准固体推进剂药柱表面喷射。

固体点火器内部装有点火药，点火药由发火材料和固体推进剂组成。电火花点燃发火材料，产生高温燃气点燃固体推进剂，固体推进剂产生高温燃气加热雾化分解主发动机推进剂，点燃发动机。

固液火箭发动机点火器引线一般由喷管引出，发动机点燃后，引线较长，在燃气作用下从喷管喉部喷注时，可能对喷管有一定的影响。飞行发动机中，电器设备一般在发动机头部，采用喉部出线方法，点火器过长，点火可靠性降低，增加发动机消极质量。飞行发动机安装线缆空间小，点火器引线布线麻烦，而且点火器工作结束后引线有效断开设计比较复杂。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种结构合理，可靠性高的固液火箭发动机点火器及其头部出线方法。

本发明固液火箭发动机点火器，包括点火器螺纹环、点火器盒体与点火药，固定安装在固液火箭发动机喷注面板上，位于喷注面板与药柱之间。

其中，点火器螺纹环套在环形点火器盒体外壁，两者间通过螺纹固定，使内部形成环形空腔，用来盛放由燃料、氧化剂与发火材料组成的点火药；点火器螺纹环上还开设有点火器引线出现孔；点火器盒体周向上开有出火孔与空腔连通；点火器盒体的内环壁面铺设有密封带，通过密封带将出火孔密封。

所述的固液火箭发动机点火器的头部出现方法，通过下述方法实现：

步骤1：对现有固液火箭发动机头部进行改造，包括：

1)增加点火器转接套与密封头；点火器转接套轴向上具有引线通道，顶端具有与引线通道相通的密封头安装孔；密封头固定安装在密封头安装孔内；

2)在头盖与喷注面板上对应位置开有螺纹孔，形成整体转接套安装孔；且喷注面板上的螺纹孔具有台阶结构；点火器转接套螺纹固定安装在转接套安装孔内；在点火器转接套安装完毕后，使点火器转接套上的引线通道与点火器螺纹环上的点火器引线出现孔连通；

3)在点火器转接套与喷注面板螺纹孔间设置紫铜垫片密封；

步骤2：将点火器引线一端埋入点火药的发火材料内，另一端由距离点火器引线最近的一个出火孔引出，随后经由点火器转接套的引线通道与密封头安装孔后，与密封头的引线一端冷压后缠绕绝缘胶带固定；

步骤3：将密封头的引线另一端由发动机头部引出发动机。

本发明的优点在于：

1、本发明点火器紧贴喷注面板安装，液体氧化剂喷注后可以快速加热氧化，发动机迅速启动；

2、本发明点火器通过绝热材料制作绝热外壳，避免了点火器向面板过量导热，降低了头腔内液体氧化剂爆炸分解的危险；

3、本发明点火器通过绝热材料制作绝热外壳，减少了热量流失，通过发火孔喷射高温燃气，提高了点火药的能量利用率；

4、本发明点火器采用绝热材料包覆点火器盒体，点火器燃烧后，没有碎片损伤或堵塞发动机喷口的危险，提高了火箭发动机工作的可靠性；

5、本发明固液火箭发动机点火器的头部出线方法，可以极大地缩短点火器引线长，避免点火器工作后点火器引线的断开问题，降低点火器引起布线难度，提高点火器工作的可靠性；

6、本发明固液火箭发动机点火器的头部出线方法，避免发动机外壁面布线，减小了固液火箭发动机设计的复杂性；

7、本发明固液火箭发动机点火器的头部出线方法，避免发动机外壁面布线，减轻了固液火箭发动机的消极质量。

附图说明

图1为本发明固液火箭发动机点火器结构示意图以及头部出线方式示意图。

图中：

1-点火器螺纹环 2-点火器盒体 3-点火药 4-点火器引线

5-喷注面板 6-头盖 7-出火孔 8-点火器引线出线孔

9-点火器转接套 10-密封头 11-引线通道 12-密封头安装孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明

本发明固液火箭发动机点火器，包括点火器螺纹环1、点火器盒体2、与点火药3，用于固液火箭发动机的点火启动，固定安装在固液火箭发动机喷注面板5上，位于喷注面板5与药柱之间。

其中，点火器螺纹环1为具有内螺纹的环状结构；点火器盒体2为具有外螺纹的环形结构，且沿点火器盒体2外环壁面周向上开设有环形凹槽。点火器盒体2与点火器螺纹环1相套，位于点火器螺纹环1内，且通过点火器螺纹环1上的内螺纹与点火器盒体2上的外螺纹配合螺纹连接；进而通过点火器螺纹环1内环壁面，将点火器盒体2上的环形凹槽封闭，形成空腔，用来盛放点火药3。点火药3含有燃料、氧化剂与发火材料；发火材料在电流作用下引燃点火药点火。点火药3质量可以根据氧化剂的流量和燃烧室的压力进行调整，保证氧化剂与燃料迅速可靠点燃。上述点火器螺纹环1和点火器盒体2均采用碳钢材料制成，且点火器螺纹环1上还开设有点火器引线出现孔8。

点火器盒体2内环壁面周向上均布出火孔7与空腔连通。出火孔7用于喷射燃气，使点火燃料的能量在发动机燃烧室前端集中释放，使喷注的液体氧化剂雾化分解。

点火器盒体2的内环壁面铺设有密封带，通过密封带将出火孔7密封，防止点火器在运输、安装过程中点火药泄露或变质。点火器工作时，密封带在高温高压燃气作用下失效，点火燃气经出火孔7，喷入燃烧室前端。密封带通常采用锡箔纸。

本发明中点火器由27V电压启动，点火器引线4通电后点火器开始工作，引燃点火药3中的发火材料，发火材料迅速燃烧产生高温燃气点燃燃料，燃料燃气冲破密封带，由出火孔喷出；启动一段时间后，液体氧化剂从头腔(头盖6与喷注面板5间的容腔)喷入燃烧室，在点火燃气的作用下雾化分解，与药柱接触后开始燃烧，发动机正常启动。

上述结构点火器启动能量高，能量释放迅速，发动机点火延迟小，改型点火器在大流量固液火箭发动机启动时，点火延迟时间小于1s。

针对上述结构点火器的一种头部出线方法，具体方式如下：

步骤1：对现有固液火箭发动机头部进行改造，包括：

1)为实现头部出现，增加部件点火器转接套9与密封头10；点火器转接套9轴向上具有引线通道11，顶端具有与引线通道11相同的密封头安装孔12；密封头10固定安装在密封头安装孔12内，通过周向上外台肩结构与密封头安装孔周向上内台肩结构配合定位，且在内外台肩间安装非金属垫圈密封；

2)为实现点火器转接套9的安装，在头盖6与喷注面板5上对应位置开有螺纹孔，形成整体转接套安装孔；且喷注面板5上的螺纹孔具有台阶结构；点火器转接套螺纹固定安装在转接套安装孔内，且通过周向上设计台肩，分别与头盖6和喷注面板5上螺纹孔的台阶结构配合，实现定位。在点火器转接套9安装完毕后，使点火器转接套9上的引线通道11与点火器螺纹环1上的点火器引线出现孔8连通；

3)在点火器转接套9上的台肩与喷注面板5上螺纹孔的台阶结构间设置紫铜垫片密封；

上述点火器转接套使用碳钢材料制作。

步骤2：将点火器引线4一端埋入点火药3的发火材料内，另一端由距离点火器引线4最近的一个出火通道引出，随后依次经由点火器转接套9的引线通道11与密封头安装孔12后，与密封头10的引线一端冷压后缠绕绝缘胶带固定。

步骤3：将密封头10的引线另一端由发动机头部引出发动机。

通过上述头部出线，可以极大地缩短点火器引线4的长度，避免点火器工作后点火器引线4的断开问题，降低点火器引起布线难度，提高点火器工作的可靠性。

Claims (1)

1.固液火箭发动机点火器的头部出线方法，其中固液火箭发动机点火器包括：点火器螺纹环、点火器盒体与点火药，固定安装在固液火箭发动机喷注面板上，位于喷注面板与药柱之间；点火器螺纹环套在环形点火器盒体外壁，两者间通过螺纹固定，使内部形成环形空腔，用来盛放由燃料、氧化剂与发火材料组成的点火药；点火器螺纹环上还开设有点火器引线出线孔；点火器盒体周向上开有出火孔与空腔连通；点火器盒体的内环壁面铺设有密封带，通过密封带将出火孔密封；其特征在于：通过下述方法实现：

步骤1：对现有固液火箭发动机头部进行改造，包括：

1)增加点火器转接套与密封头；点火器转接套轴向上具有引线通道，顶端具有与引线通道相通的密封头安装孔；密封头固定安装在密封头安装孔内；

2)在头盖与喷注面板上对应位置开有螺纹孔，形成整体转接套安装孔；且喷注面板上的螺纹孔具有台阶结构；点火器转接套螺纹固定安装在转接套安装孔内；在点火器转接套安装完毕后，使点火器转接套上的引线通道与点火器螺纹环上的点火器引线出线孔连通；

3)在点火器转接套与喷注面板螺纹孔间设置紫铜垫片密封；

步骤2：将点火器引线一端埋入点火药的发火材料内，另一端由距离点火器引线最近的一个出火孔引出，随后经由点火器转接套的引线通道与密封头安装孔后与密封头的引线一端冷压后缠绕绝缘胶带固定；

步骤3：将密封头的引线的另一端由发动机头部引出发动机。