阅读说明：本技术 一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构 (Gradual change type gap structure beneficial to swinging of full-axis swinging spray pipe ) 是由 刘小平 崔建伟 韩小波 黎明 周文清 成建壮 闫铮 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及固体火箭发动机全轴摆动喷管摆动的间隙结构,具体涉及一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构。包括喷管活动体,喷管固定体,所述喷管活动体与固定体球窝结构连接,所述喷管活动体绕摆动球心做全轴摆动,所述喷管固定体为喷管活动体提供承载作用。活动体前缘球面与活动体后缘球面平滑过渡连接,活动体前缘球面与固定体球面间产生的间隙结构即为渐变式间隙,从喷管入口到喷管出口方向间隙宽度逐渐变小,渐变式间隙内填充具有抗烧蚀特性的膏状密封腻子,有效地解决喷管活动体摆动过程中狭小的间隙内出现燃气粒子沉积和材料热膨胀使摆动卡阻的现象,这种渐变式间隙结构设计方法有利于全轴摆动喷管的稳定工作。(The invention relates to a clearance structure for swinging of a full-axis swinging spray pipe of a solid rocket engine, in particular to a gradual change type clearance structure beneficial to swinging of the full-axis swinging spray pipe. The spray pipe moving body is connected with a ball socket structure of the fixed body, the spray pipe moving body swings around a swing spherical center in a full-axis mode, and the spray pipe fixed body provides a bearing effect for the spray pipe moving body. The spherical surface of the front edge of the movable body is in smooth transition connection with the spherical surface of the rear edge of the movable body, a gap structure generated between the spherical surface of the front edge of the movable body and the spherical surface of the fixed body is a gradual change type gap, the width of the gap is gradually reduced from the inlet of the spray pipe to the outlet of the spray pipe, and paste sealing putty with anti-ablation characteristics is filled in the gradual change type gap, so that the phenomenon that gas particles are deposited and the material is thermally expanded to cause swinging blockage in the narrow gap in the swinging process of the movable body of the spray pipe is effectively solved, and the design method of the gradual change type gap structure is favorable for stable.)

一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机全轴摆动喷管摆动的间隙结构实现推力矢量变化，具体涉及一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构。

背景技术

火箭或导弹在飞行过程中，往往需要对固体火箭发动机进行推力矢量控制，用以修正箭体飞行弹道和维持箭体姿态稳定。固体火箭发动机工作过程中，推力矢量变化一般依靠全轴摆动喷管实时跟随指令摆动实现。受火箭或导弹总体结构尺寸限制，固体火箭发动机全轴摆动喷管往往需要潜入燃烧室，这就使得全轴摆动喷管摆动结构直接处于高温高压燃气热环境下。全轴摆动喷管由活动体与固定体两部分组成，两部分通过球窝结构连接，活动体可绕球心实现全轴摆动。通常活动体与固定体之间采用狭小等间隙的球窝结构，且摆动部位的间隙结构直接面对高温高压燃气粒子冲刷，活动体摆动过程中狭小的间隙内易出现燃气粒子沉积和材料热膨胀使摆动卡阻等现象，这些因素不利于全轴摆动喷管工作过程中的摆动。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明提供一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构，以解决固体火箭发动机全轴摆动喷管活动体与固定体之间狭小等间隙球面燃气粒子沉积或热胀变形造成喷管摆动不畅或卡阻的问题。

本发明采用的技术方案

一种利于喷管摆动的渐变式间隙结构，包括喷管活动体，喷管固定体，所述喷管活动体与喷管固定体通过球窝结构连接, 所述喷管活动体为全轴摆动喷管的活动部分，可以绕摆动球心做全轴摆动，所述喷管固定体为全轴摆动喷管的固定部分，为喷管活动体提供承载。

进一步地，所述的喷管活动体和喷管固定体都是回转体，且两部分轴线重合，两部分通过球径相等的两个球面相配合连接，两部分球心重合。

进一步地，所述的喷管活动体绕喷管固定体作360°全轴摆动，球面间隙为渐变式间隙。

进一步地，渐变式间隙内填充具有抗烧蚀特性的膏状密封腻子。

有益效果

渐变式间隙结构设计方法简单，实现容易，可避免材料高温环境下热膨胀使摆动间隙变形发生摆动卡阻， 渐变间隙内填充动密封腻子可避免出现燃气粒子沉积而增加摆动阻尼。

附图说明

图1.全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构图；

其中：1.喷管活动体， 2.喷管固定体， 3.活动体球心， 4.固定体球心，5.渐变式间隙，6.活动体前缘球面， 7.活动体后缘球面。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例详细介绍

本发明实施例1

如图1所示，一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构，包括喷管活动体，喷管固定体，所述喷管活动体为全轴摆动喷管的活动部分，喷管活动体1和喷管固定体2都是回转体，且两部分轴线重合。两部分通过球径相等的两个球面相配合连接，两部分球心重合，即此时活动体球心与固定体球心重合在摆动球心3的位置。喷管活动体1可绕摆动球心3作360°全轴方向的摆动。控制喷管活动体1和喷管固定体2球体的加工公差，可以使两球面配合连接形成的摆动结构成为狭小等间隙球窝结构。位于摆动球心3位置之前的活动体球面称为活动体前缘球面6，位于摆动球心3位置之后的活动体球面称为活动体后缘球面7。不改变喷管活动体1的球体直径，将活动体前缘球面6的球心在轴线上的位置从与摆动球心3的位置向后偏移一定距离成为活动体前缘球心4，同时将活动体前缘球面6与活动体后缘球面7平滑过渡连接。此时，活动体前缘球面6与固定体球面间产生的间隙结构即为渐变式间隙5，从喷管入口到喷管出口方向间隙宽度逐渐变小。渐变式间隙内填充具有抗烧蚀特性的膏状的动密封腻子，全轴摆动喷管工作过程中可以有效地保护高温高速燃气对间隙结构的冲刷并能阻挡燃气粒子的沉积产生。

本发明实施例2

如图1所示，一种利于全轴摆动喷管摆动的渐变式间隙结构，包括喷管活动体，喷管固定体，采用与实施例1相同的结构构造，渐变式间隙填充物也相同。将该位置之后的固定体球面称为固定体后缘球面。不改变喷管固定体2的球体直径，将固定体前缘球面的球心在轴线上的位置从与摆动球心3的位置向前偏移一定距离成为固定体前缘球心，同时将固定体前缘球面与固定体后缘球面平滑过渡连接。此时，固定体前缘球面与活动体球面间产生的间隙结构即为渐变式间隙5，从喷管入口到喷管出口方向间隙宽度逐渐变小。