CN114991999B - 一种不含烟火剂的电点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不含烟火剂的电点火装置，包括壳体，所述的壳体包括依次固连的顶盖、筒体和喷管，所述的顶盖上开设有通孔，所述的通孔中安装有玻璃烧结，所述的壳体的内部沿轴向插接设置有第一电极和第二电极；本发明中直接采用电极和电控固体推进剂代替了现行点火装置中的烟火剂发火系统，由于电控固体推进剂对于明火、高温等危险源刺激不敏感，被意外引燃的概率极小，风险可控，能够完全消除现行点火装置在海基、路基和天基等具有高机械冲击、高电磁辐射武器平台存在的安全风险，较现行点火装置具有更高的安全性，避免了因烟火剂导致的安全和危险因素，解决了现有技术中点火装置安全性不高的技术问题。

Description

一种不含烟火剂的电点火装置

技术领域

本发明固体火箭发动机技术领域，涉及电点火装置，具体是一种不含烟火剂的电点火装置。

背景技术

点火装置是固体火箭发动机（SRM）的重要组成部分，同时也是SRM的关键部件，作为固体火箭发动机工作的启动装置。现行点火装置主要由发火系统（主要指发火管）、能量释放系统（主要指点火药）和连接件组成。其中，点火药能在极短时间内产生大量炽热燃气，包围并加热发动机主装药表面，从而点燃SRM主装药；发火管则产生初始热冲量来引燃能量释放系统的点火药；连接件是用来保证这两个主要系统可靠工作。

点火装置的类型根据SRM的大小、类型和装药形状等有所不同，小型SRM广泛采用烟火剂点火器，中型SRM一般采用篓式点火器，大型SRM通常采用点火发动机，而篓式点火器和点火发动机，均采用烟火剂来点燃。因此，现行点火装置均含有烟火点火剂。

烟火剂具有较高的机械、静电以及射频等感度，是SRM组成中最敏感和最危险的部分。人体静电以及一些塑料制品的静电、雷达、电台和高压线路的电磁辐射造成的强磁场，以及战场上和武器系统内的杂散电流等，都可能引起烟火剂的意外发火，造成严重后果。因此，为了确保安全可靠，需要采取安全保险措施，例如采用屏蔽措施来防备静电感应和射频电磁感应，在点火线路上安装低通滤波器来防备射频电磁感应，采用机械保险机构对发火系统和能量释放系统进行隔离等。这些措施，一方面没有从本质上解决点火装置的安全问题，另一方面增加了SRM的复杂性，降低了武器系统的可靠性。此外，对于广泛应用于战术导弹的中小型发动机，上述措施很难得以实施，而恰恰是战术导弹所面临的各类激励源更加复杂和强度更高，烟火剂的使用给导弹武器的使用埋下了重大安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种不含烟火剂的电点火装置，解决现有技术中点火装置安全性不高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种不含烟火剂的电点火装置，包括壳体，所述的壳体包括依次固连的顶盖、筒体和喷管，所述的顶盖上开设有通孔，所述的通孔中安装有玻璃烧结，所述的壳体的内部沿轴向插接设置有第一电极和第二电极；

所述的第一电极包括第一电极盘、设置在第一电极盘轴向前端面上的第一接线柱以及均匀设置在第一电极盘轴向后端面边缘一周的多个第一电极条，多个第一电极条围成第一电极柱，所述的第一电极盘上开设有第二通孔；

所述的第二电极包括第二电极盘、设置在第二电极盘轴向前端面上的第二接线柱以及均匀设置在第二电极盘边缘一周的多个第二电极条，多个第二电极条围成第二电极柱，所述的第二电极盘位于第一电极柱内，第二接线柱穿出第一电极盘上的第二通孔，第一电极柱和第二电极柱同轴且外径相同；所述的第一电极条与所述的第二电极条交替设置且有间距；

所述的顶盖与第一电极盘之间设置有绝缘层，所述的第一电极盘与所述的第二电极盘之间设置有绝缘隔板，所述的第一接线柱依次穿过绝缘层和玻璃烧结；所述的第二接线柱依次穿过绝缘隔板、绝缘层和玻璃烧结；

所述的第一电极柱和第二电极柱均与壳体绝缘，所述的第一电极柱和第二电极柱的内部以及它们与筒体之间的空腔内灌注有电控固体推进剂药柱。

本发明还包括以下技术特征：

所述的绝缘隔板包括外绝缘盘，所述的外绝缘盘的中间开设有圆柱孔，所述的圆柱孔中固定安装有内绝缘盘，所述的内绝缘盘的轴向前端和轴向后端预留有第一电极盘和第二电极盘的凹槽，所述的内绝缘盘的边缘沿周向均匀开设有电极条穿过孔；所述的内绝缘盘的轴向前端面上设置有绝缘柱。

所述的玻璃烧结上开设有两个第一通孔，所述的绝缘层上开设有两个第三通孔；所述的绝缘柱上开设有贯通内绝缘盘的第四通孔。

所述的第一接线柱依次穿过第三通孔和第一通孔；所述的第二接线柱依次穿过第四通孔第三通孔和第一通孔。

所述的喷管曲面上设置有多个第五通孔。

所述的绝缘隔板与第一电极盘和第二电极盘之间均设置有密封层，所述的绝缘层与顶盖之间设置有密封层，所述的绝缘层、绝缘隔板与壳体接触处均设置有密封层。

所述的电控固体推进剂药柱的轴向后端面上设置有挡药板，所述的挡药板轴向后端面卡装在喷管的轴向前端面上。

所述的挡药板包括挡药圆盘和沿挡药圆盘周向均匀分布的挡药条。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

本发明中直接采用电极和电控固体推进剂代替了现行点火装置中的烟火剂发火系统，由于电控固体推进剂对于明火、高温等危险源刺激不敏感，被意外引燃的概率极小，风险可控，能够完全消除现行点火装置在海基、路基和天基等具有高机械冲击、高电磁辐射武器平台存在的安全风险，较现行点火装置具有更高的安全性，避免了因烟火剂导致的安全和危险因素，解决了现有技术中点火装置安全性不高的技术问题。

附图说明

图1为本发明的整体剖视图；

图2为本发明中的第一电极的具体结构示意图；

图3为本发明中的第二电极的具体结构示意图；

图4为本发明中的绝缘隔板的具体结构示意图；

图5为本发明中的绝缘层的具体结构示意图；

图6为本发明中的玻璃烧结的具体结构示意图；

图7为本发明的外部结构示意图；

图8为挡药板的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-壳体， 2-第一通孔，3-第一电极，4-第二电极，5-绝缘层，6-第三通孔，7-绝缘隔板，8-第四通孔，9-电控固体推进剂药柱，10-第五通孔，11-挡药板，12-通孔，13-玻璃烧结；

101-顶盖，102-筒体，103-喷管；

301-第一电极盘，302-第一接线柱，303-第一电极条，304-第二通孔；

401-第二电极盘，402-第二接线柱，403-第二电极条。

701-外绝缘盘，702-圆柱孔，703-内绝缘盘，704-电极条穿过孔，705-绝缘柱；

1101-挡药圆盘，1102-挡药条。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明给出了一种不含烟火剂的电点火装置，如图1至图8所示，包括壳体1，所述的壳体1包括依次固连的顶盖101、筒体102和喷管103，所述的顶盖101上开设有通孔12，所述的通孔12中安装有玻璃烧结13，所述的壳体1的内部沿轴向插接设置有第一电极3和第二电极4；

所述的第一电极3包括第一电极盘301、设置在第一电极盘301轴向前端面上的第一接线柱302以及均匀设置在第一电极盘301轴向后端面边缘一周的多个第一电极条303，多个第一电极条303围成第一电极柱，所述的第一电极盘301上开设有第二通孔304；

所述的第二电极4包括第二电极盘401、设置在第二电极盘401轴向前端面上的第二接线柱402以及均匀设置在第二电极盘401边缘一周的多个第二电极条403，多个第二电极条403围成第二电极柱，所述的第二电极盘401位于第一电极柱内，第二接线柱402穿出第一电极盘301上的第二通孔304，第一电极柱和第二电极柱同轴且外径相同；所述的第一电极条303与所述的第二电极条403交替设置且有间距；

所述的顶盖101与第一电极盘301之间设置有绝缘层5，所述的第一电极盘301与所述的第二电极盘401之间设置有绝缘隔板7，所述的第一接线柱依次穿过绝缘层5和玻璃烧结13；所述的第二接线柱依次穿过绝缘隔板7、绝缘层5和玻璃烧结13；

所述的第一电极柱和第二电极柱均与壳体1绝缘，所述的第一电极柱和第二电极柱的内部以及它们与筒体102之间的空腔内灌注有电控固体推进剂药柱9。

在上述技术方案中，电控固体推进剂药柱是一种通过通断电控制推进剂的火、燃烧和熄火，通过调节电流/电压大小调节推进剂的燃烧速度的电化学固体推进剂。电控固体推进剂药柱的燃速可调特性，受工作压强影响，存在一个临界工作压强，当工作压强小于该压强时推进剂燃烧可调，否则推进剂自持燃烧，燃速只随压强变化，不受电压控制。利用电控固体推进剂药柱的上述特性，在电控固体推进剂药柱中设置电极，施加满足要求的电压后电控固体推进剂药柱即被点燃，同时保证电控固体推进剂药柱在点燃时即满足自持燃烧条件，形成稳定的点火火焰。

在第一接线柱301和第二接线柱401上接通一定电压的电源，该电压保证电控固体推进剂药柱9燃烧产生的燃气压力大于电控固体推进剂药柱9的最大可控压强，从而保证电控固体推进剂药柱后续处于自持燃烧状态，此时电源、第一电极3、第二电极4与电控固体推进剂药柱9之间形成通路，电极附近的电控固体推进剂药柱在电压的作用下点火，并沿径向同时向内和向外燃烧，产生高温高压燃气，通过喷管的喷出，包裹发动机主装药实现发动机点火。

直接采用电极和电控固体推进剂药柱9代替了现行点火装置中的烟火剂发火系统，由于电控固体推进剂药柱9对于明火、高温等危险源刺激不敏感，被意外引燃的概率极小，风险可控，能够完全消除现行点火装置在海基、路基和天基等具有高机械冲击、高电磁辐射武器平台存在的安全风险，较现行点火装置具有更高的安全性，避免了因烟火剂导致的安全和危险因素，解决了现有技术中点火装置安全性不高的技术问题。

具体的，所述的绝缘隔板7包括外绝缘盘701，所述的外绝缘盘701的中间开设有圆柱孔702，所述的圆柱孔702中固定安装有内绝缘盘703，所述的内绝缘盘703的轴向前端和轴向后端预留有第一电极盘301和第二电极盘401的凹槽，所述的内绝缘盘703的边缘沿周向均匀开设有电极条穿过孔704；所述的内绝缘盘703的轴向前端面上设置有绝缘柱705，适应第一电极盘和第二电极盘结构设计，保证了第一电极盘与第二电极盘之间的绝缘，还有第一电极柱和第二电极柱之间的绝缘。

具体的，所述的玻璃烧结上开设有两个第一通孔2，所述的绝缘层5上开设有两个第三通孔6；所述的绝缘柱705上开设有贯通内绝缘盘703的第四通孔8。

具体的，所述的第一接线柱302依次穿过第三通孔6和第一通孔2；所述的第二接线柱402依次穿过第四通孔8第三通孔6和第一通孔2。

具体的，所述的喷管103曲面上设置有多个第五通孔10，用于保证电控固体推进剂药柱燃烧产生的气体能够有效覆盖发动机主主装药，第五通孔的分布和数量根据发动机的实际设计。

具体的，所述的绝缘隔板7与第一电极盘301和第二电极盘401之间均设置有密封层，所述的绝缘层5与顶盖101之间设置有密封层，所述的绝缘层5、绝缘隔板7与壳体1接触处均设置有密封层。

具体的，所述的电控固体推进剂药柱9的轴向后端面上设置有挡药板11，所述的挡药板11轴向后端面卡装在喷管103的轴向前端面上，用于保证电控固体推进剂药柱不在轴向上移动，只在径向上燃烧收缩。

具体的，所述的挡药板11包括挡药圆盘1101和沿挡药圆盘1101周向均匀分布的挡药条1102，挡药圆盘1101和挡药条1102既能保证药柱不沿轴向移动，还能保证燃烧产生的烟气能够进入喷管中。

Claims (1)

1.一种不含烟火剂的电点火装置，包括壳体（1），其特征在于，所述的壳体（1）包括依次固连的顶盖（101）、筒体（102）和喷管（103），所述的顶盖（101）上开设有通孔（12），所述的通孔（12）中安装有玻璃烧结（13），所述的壳体（1）的内部沿轴向插接设置有第一电极（3）和第二电极（4）；

所述的第一电极（3）包括第一电极盘（301）、设置在第一电极盘（301）轴向前端面上的第一接线柱（302）以及均匀设置在第一电极盘（301）轴向后端面边缘一周的多个第一电极条（303），多个第一电极条（303）围成第一电极柱，所述的第一电极盘（301）上开设有第二通孔（304）；

所述的第二电极（4）包括第二电极盘（401）、设置在第二电极盘（401）轴向前端面上的第二接线柱（402）以及均匀设置在第二电极盘（401）边缘一周的多个第二电极条（403），多个第二电极条（403）围成第二电极柱，所述的第二电极盘（401）位于第一电极柱内，第二接线柱（402）穿出第一电极盘（301）上的第二通孔（304），第一电极柱和第二电极柱同轴且外径相同；所述的第一电极条（303）与所述的第二电极条（403）交替设置且有间距；

所述的顶盖（101）与第一电极盘（301）之间设置有绝缘层（5），所述的第一电极盘（301）与所述的第二电极盘（401）之间设置有绝缘隔板（7），所述的第一接线柱依次穿过绝缘层（5）和玻璃烧结（13）；所述的第二接线柱依次穿过绝缘隔板（7）、绝缘层（5）和玻璃烧结（13）；

所述的第一电极柱和第二电极柱均与壳体（1）绝缘，所述的第一电极柱和第二电极柱的内部以及它们与筒体（102）之间的空腔内灌注有电控固体推进剂药柱（9）；

所述的绝缘隔板（7）包括外绝缘盘（701），所述的外绝缘盘（701）的中间开设有圆柱孔（702），所述的圆柱孔（702）中固定安装有内绝缘盘（703），所述的内绝缘盘（703）的轴向前端和轴向后端预留有第一电极盘（301）和第二电极盘（401）的凹槽，所述的内绝缘盘（703）的边缘沿周向均匀开设有电极条穿过孔（704）；所述的内绝缘盘（703）的轴向前端面上设置有绝缘柱（705）；

所述的玻璃烧结上开设有两个第一通孔（2），所述的绝缘层（5）上开设有两个第三通孔（6）；所述的绝缘柱（705）上开设有贯通内绝缘盘（703）的第四通孔（8）；

所述的第一接线柱（302）依次穿过第三通孔（6）和第一通孔（2）；所述的第二接线柱（402）依次穿过第四通孔（8）第三通孔（6）和第一通孔（2）；

所述的喷管（103）曲面上设置有多个第五通孔（10）；

所述的绝缘隔板（7）与第一电极盘（301）和第二电极盘（401）之间均设置有密封层，所述的绝缘层（5）与顶盖（101）之间设置有密封层，所述的绝缘层（5）、绝缘隔板（7）与壳体（1）接触处均设置有密封层；

所述的电控固体推进剂药柱（9）的轴向后端面上设置有挡药板（11），所述的挡药板（11）轴向后端面卡装在喷管（103）的轴向前端面上；

所述的挡药板（11）包括挡药圆盘（1101）和沿挡药圆盘（1101）周向均匀分布的挡药条（1102）。