具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如背景技术所述，现有的防止针栓头部被高温燃气侵蚀的方案中，会存在导致推进剂的燃烧的性能降低或稳定性变差的问题，可靠性较低。具体原因如下：

如图1给出的结构，包含燃烧室400以及针栓喷注器100，所述针栓喷注器100包括面板120、盖体130以及针栓110，针栓110的头部伸入到燃烧室400内。其中一种推进剂从针栓110内部的内流通道111沿针栓110的轴向流入，最后由喷孔112喷出；另外一种推进剂则从由针栓110外侧壁和面板120组成的环形通道102喷出，并以液膜形式沿着针栓110外侧壁的壁面向下流动；最后两种推进剂在针栓110头部撞击，进而破碎雾化。

考虑针栓110头部容易被烧蚀，传统方案中通常会采取以下一些措施：

1、采用一些隔热或者烧蚀材料隔离针栓110头部和高温燃气。这种方式不利于发动机长时间工作，并且会导致发动机的可重复使用差。

2、如图2所示，在针栓110的头部沿轴向开孔113，通过该开孔113在针栓110向燃烧室400喷注推进剂阻止高温燃气向针栓110头部流动，进而实现针栓110头部的热防护。在这种方式中，由于射流的喷注速度高，单孔的影响范围小，通常需要较密集的开孔113才能覆盖针栓110头部。这样在针栓110头部下方就会耗费大量推进剂，降低中心推进剂与外围推进的混合，不利于燃烧的高性能。此外，由于针栓110头部下游存在对燃烧稳定性极为重要的大尺度回流区，针栓110头部开孔113喷注推进剂对中心回流区影响大，不利于燃烧的稳定。

针对以上不足，如图1、图3所示，一实施例提供的一种针栓喷注器，包括针栓200、面板120、盖体130以及液膜形成件300。

可参照图1中的结构，面板120为环形结构，与燃烧室通过焊接的方式连接，且面板120设有与燃烧室同轴的第一内孔，针栓200穿设于第一内孔并伸入到燃烧室内，且针栓200与第一内孔的孔壁之间形成有环形通道。

所述盖体130与所述面板120连接，且所述盖体130设有与所述第一内孔间隔相对的第二内孔，针栓200穿设于第二内孔中，并与第二内孔的孔壁密封配合。

具体地，盖体130与面板120通过焊接的方式连接，且盖体130的第二内孔与面板120的第一内孔同轴设置，第二内孔的孔径与针栓200外侧壁的直径相同。针栓200与盖体的第二内孔配合安装，且所述针栓200、所述盖体130以及所述面板120配合形成集合腔，集合腔位于燃烧室的外部。

如图3所示，进一步地，所述针栓200沿所述针栓200的轴向延伸的内流通道201，且所述针栓200的圆周侧设有与所述内流通道201连通的喷射部202，所述喷射部202位于所述集合腔外，且喷射部202用于连通燃烧室以及内流通道201。

可选地，所述喷射部202为沿所述针栓200的周向均匀间隔设置的多个喷孔；或所述喷射部202为与所述针栓200同轴的环缝。

具体地，所述针栓200的其中一端为用于伸入至燃烧室的头部210，且喷射部202设置于靠近所述针栓200的头部210的位置。

需要说明的是，所述的针栓200呈圆柱形，针栓200的圆周侧是指针栓200呈曲面的一侧。

进一步地，所述头部210为向所述针栓200的内部凹陷的内凹结构，所述头部210的最深处设有与所述内流通道201连通的通孔203。

具体地，针栓200的头部210为针栓200用于伸入至燃烧室内的端面，该端面为向所述针栓200的内部凹陷的内凹结构，所述的头部210的最深处即为所述头部210中凹陷的程度最大的区域。

所述液膜形成件300包括设置于所述内流通道201外且与所述通孔203相对的液膜形成部310，所述液膜形成部310与所述头部210的外壁之间形成有导流通道301，所述导流通道301用于使液膜以所述通孔203为中心在所述头部210的外壁上扩散。

上述的针栓喷注器中，其中一种推进剂通过针栓200内部的内流通道201流向喷射部202，并经过喷射部202喷入燃烧室。另外一种推进剂则从由针栓200外侧壁和面板组成的环形通道喷出，并以液膜形式沿着针栓200外侧壁的壁面向下游流动；最后两种推进剂在针栓200头部210撞击，进而破碎雾化。

另外，在上述的针栓喷注器中，内流通道201内的推进剂在从通孔203喷出后会与液膜形成部310相撞，形成液膜，然后再以所述通孔203为中心在所述头部210的外壁上扩散，将针栓200头部210与高温燃气隔绝开，实现针栓200的头部210的热防护，因此仅用少量推进剂就能实现更好的热防护。同时，冷却用推进剂沿针栓200的头部210外壁运动，最终能够参与到与另一种推进剂的混合燃烧过程，因此对燃烧性能影响小。进一步地，推进剂沿着针栓200头部210外壁运动，最终会流向针栓200头部210外围，对中心流场的影响小，不影响燃烧的稳定性，可靠性高。

在其中一个实施例中，所述针栓200的头部210为向所述针栓200的内部凹陷的锥形结构，所述锥形结构的顶角处设有所述通孔。针栓200的头部210为锥形结构，外表面平滑，有利于推进剂液膜沿着针栓200头部210的外表面运动。

进一步地，所述锥形结构的轴线与所述针栓200的轴线重合。

如图4-图7所示，在其中一个实施例中，所述液膜形成件300还包括连接柱320以及肋条330，所述连接柱320位于所述通孔203内并与所述液膜形成部310连接，且所述连接柱320与所述通孔203的孔壁之间形成有两端分别与所述内流通道201以及所述导流通道301连通的导通间隙，所述肋条330的两端分别连接所述连接柱320以及所述通孔203的孔壁。

可选地，连接柱320、肋条330、液膜形成部310以及针栓200头部210可以是一体成型结构，也可以通过焊接的方式相互固定连接。

进一步地，所述液膜形成部310的外侧为圆形，且所述液膜形成部310与所述通孔203同轴设置。如此，液膜形成部310能够使液膜以所述通孔203为中心在所述头部210的外壁上扩散。

如图5所示，具体地，所述液膜形成部310具有导向壁311，所述导向壁311包括与所述通孔203相对设置的第一部分3111、以及与所述头部210的外壁相对的第二部分3112，所述第二部分3112与所述针栓200的头部210的外壁形成所述导流通道301。

进一步地，所述第二部分3112从靠近所述第一部分3111的一侧至远离所述第一部分3111的一侧具有靠近所述头部210的外壁的趋势。如此，在第二部分3112的作用下，液膜具有贴向针栓200头部210的外壁移动的趋势，方便液膜在针栓200头部210的外壁扩散。

具体地，液膜形成部310为圆台状，液膜形成部310与通孔203同轴设置。

如图8-9所示，在另一个实施例中，液膜形成件300与针栓200的头部210为一体成型结构，且所述导流通道301为多个导向孔，多个所述导向孔沿所述通孔203的周向间隔设置。当推进剂从通孔203出来并撞击在液膜形成部310上形成液膜后，液膜能够沿着多个导向孔流动至针栓200头部210的外壁上。

具体地，每个所述导向孔均与所述通孔203的轴线垂直，且所述导向孔与所述头部210的外壁靠近所述通孔203的一侧相对。

一实施例还设计一种液体火箭发动机，包括如上所述的针栓喷注器。

上述的液体火箭发动机中，其中一种推进剂通过针栓200内部的内流通道201流向喷射部202，并经过喷射部202喷入燃烧室。另外一种推进剂则从由针栓200外侧壁和面板组成的环形通道喷出，并以液膜形式沿着针栓200外侧壁的壁面向下游流动；最后两种推进剂在针栓200头部210撞击，进而破碎雾化。

另外，在上述的液体火箭发动机中，内流通道201内的推进剂在从通孔203喷出后会与液膜形成部310相撞，形成液膜，然后再以所述通孔203为中心在所述头部210的外壁上扩散，将针栓200头部210与高温燃气隔绝开，实现针栓200头部210的热防护，因此仅用少量推进剂就能实现更好的热防护。同时，冷却用推进剂沿针栓200的头部210外壁运动，最终能够参与到与另一种推进剂的混合燃烧过程，因此对燃烧性能影响小。进一步地，推进剂沿着针栓200头部210外壁运动，最终会流向针栓200头部210外围，对中心流场的影响小，不影响燃烧的稳定性，可靠性高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。