阅读说明：本技术 一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构 (Interlayer structure for reducing interlayer strain of double-pulse solid engine ) 是由 张翔宇 利凤祥 甘晓松 郭运强 郜伟伟 李青频 黄薇薇 张兵 李泽卫 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构,隔层结构将药柱分隔Ⅰ脉冲药柱和Ⅱ脉冲药柱,所述隔层结构包括轴向隔层和径向隔层；径向隔层包裹在Ⅱ脉冲药柱内圆周面,径向隔层尾部搭接在轴向隔层首部内侧；所述轴向隔层由首部圆弧过渡到尾部,轴向隔层包裹在Ⅱ脉冲药柱与Ⅰ脉冲药柱相对的端面。本发明能够减小径向隔层的环向应变,从而降低双脉冲固体发动机隔层应变。(The invention discloses an interlayer structure for reducing interlayer strain of a double-pulse solid engine, which separates a powder column into a pulse powder column I and a pulse powder column II, and comprises an axial interlayer and a radial interlayer; the radial interlayer is wrapped on the inner circumferential surface of the II pulse grain column, and the tail part of the radial interlayer is lapped on the inner side of the head part of the axial interlayer; the axial interlayer is transited from a head arc to a tail, and the axial interlayer wraps the end face, opposite to the pulse explosive column I, of the pulse explosive column II. The invention can reduce the circumferential strain of the radial interlayer, thereby reducing the interlayer strain of the double-pulse solid engine.)

一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构

技术领域

本发明涉及固体发动机技术领域，具体涉及一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构。

背景技术

为适应新一代战术导弹动力需求，具有能量管理优势的双脉冲固体发动机应运而生，通过设计Ⅰ/Ⅱ脉冲工作时间和脉冲间隔时间，可对发动机工作全程的能量进行有效分配，在不提高导弹最大速度的情况下有效提高导弹平均速度，更好的满足导弹动力装置能量可控的需求，提高导弹的作战效能。

隔层隔离方式是实现固体发动机双脉冲技术的先进方案之一，具有消极质量轻、性能高的优点。其难点为隔层在承受发动机Ⅰ脉冲工作压强时会发生应变，容易破坏，造成隔层失效，甚至发动机***。隔层由轴向隔层和径向隔层组成，其中径向隔层受压下应变更大、更易破坏。径向隔层承压能力与其结构紧密相关，受限于发动机结构尺寸要求和Ⅰ/Ⅱ脉冲内弹道特性要求，隔层的设计和制造是双脉冲固体发动机的核心技术之一。

目前在隔层设计中缺乏有效的降低径向隔层应变、易于实现Ⅰ/Ⅱ脉冲内弹道控制的方法，往往受限于隔层制造工艺，多采用经验试凑的方式，极大增加了研制成本和周期。

在发动机Ⅰ脉冲药柱燃烧过程中隔层需要承受高温和高压环境，并确保密封隔热性能，其中径向隔层在承压下会产生较大的环向应变，十分容易破坏失效。常规隔层式双脉冲固体发动机的径向隔层如图1所示，径向隔层A和轴向隔层B采用垂直结构设计，Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱结构简单，内弹道的调节能力弱；在相同的Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱质量要求下，径向隔层长度更长，因此在承压下的环向应变更大，更易破坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构，能够减小径向隔层的环向应变，从而降低双脉冲固体发动机隔层应变。

本发明的具体实施方案如下：

一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构，隔层结构将药柱分隔Ⅰ脉冲药柱和Ⅱ脉冲药柱，所述隔层结构包括轴向隔层和径向隔层；径向隔层包裹在Ⅱ脉冲药柱内圆周面，径向隔层尾部搭接在轴向隔层首部内侧；所述轴向隔层由首部圆弧过渡到尾部，轴向隔层包裹在Ⅱ脉冲药柱与Ⅰ脉冲药柱相对的端面。

进一步地，所述轴向隔层包括三段圆弧，每段圆弧的角度均不小于90°，首段圆弧开口朝外，第二段圆弧开口朝内，尾端圆弧开口朝外。

有益效果：

1、本发明圆弧过渡的轴向隔层结构，在Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱装药量配比一定的条件下，缩短了径向隔层的长度，从而减小了径向隔层的环向应变，降低了承压破环可能性；其次，由于改变了轴向隔层的垂直结构，增加了轴向隔层的圆弧角度这一参数，相当于增加了Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱燃面的调节参数，从而提高内弹道调节性能。

2、本发明轴向隔层由三段圆弧组成，结构简单，易于实现，每段圆弧的圆弧角度根据每型双脉冲发动机的内弹道要求和径向隔层环向应变计算结果进行调整，能够得到最优组合。

附图说明

图1为常规隔层式双脉冲发动机示意图；

图2为本发明隔层式双脉冲发动机结构示意图；

图3为本发明隔层结构示意图；

其中，1-Ⅰ脉冲点火器，2-Ⅱ脉冲点火器，3-Ⅱ脉冲药柱，4-径向隔层，5-轴向隔层，6-Ⅰ脉冲药柱，7-喷管，8-绝热壳体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图2所示，隔层式双脉冲固体发动机结构包括Ⅰ脉冲点火器1、Ⅱ脉冲点火器2、Ⅰ脉冲药柱6、隔层结构、Ⅱ脉冲药柱3、喷管7和绝热壳体8，隔层结构将药柱分隔Ⅰ脉冲药柱6和Ⅱ脉冲药柱3。

本实施例提供的一种降低双脉冲固体发动机隔层应变的隔层结构，如图3所示，包括径向隔层4和轴向隔层5，径向隔层4包裹在Ⅱ脉冲药柱3内圆周面，以固体发动机轴线所在为内，径向隔层4尾部粘接在轴向隔层5首部内侧，组成隔层的整体密封结构，且粘接部位C半径长度与径向隔层4半径长度一致。轴向隔层5包裹在Ⅱ脉冲药柱3与Ⅰ脉冲药柱6相对的端面，轴向隔层5由首部圆弧过渡到尾部，轴向隔层5包括三段圆弧，每段圆弧的角度均不小于90°，首段圆弧开口朝外，第二段圆弧开口朝内，尾端圆弧开口朝外。

具体实施过程如下：

(1)根据双脉冲固体发动机Ⅰ/Ⅱ脉冲装药和内弹道要求，确定Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱的长度比例和隔层的大体结构。

(2)根据Ⅰ脉冲工作压强和隔层环向应变的承受能力，确定径向隔层4最优长度L。

(3)根据径向隔层4最优长度L和Ⅰ/Ⅱ脉冲药柱燃面需要，确定轴向隔层5的三个圆弧角度a、b、c，a、b、c均不小于90°。

(4)根据径向隔层4和轴向隔层5结构，设计二者粘接部位C结构，采用台阶型迷宫密封方式粘接，径向隔层4尾部和轴向隔层5首部均设置台阶面，且径向隔层4尾部台阶面粘接在轴向隔层5首部台阶面内侧，实现完整的隔层密封结构。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。