單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，包括導(dǎo)流板，其導(dǎo)流型面包括中間弧部、第一切線部、第二切線部、第一弧部以及第二弧部，第一切線部通過(guò)中間弧部的一端點(diǎn)且與中間弧部相切；第二切線部通過(guò)中間弧部的另一端點(diǎn)且與中間弧部相切；第一弧部通過(guò)第一切線部的遠(yuǎn)離中間弧部的端點(diǎn)且與第一切線部相切；第二弧部通過(guò)第二切線部的遠(yuǎn)離中間弧部的端點(diǎn)且與第二切線部相切；第一切線部與第二切線部以中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱，第一弧部與第二弧部以中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱；第一弧部、第一切線部、中間弧部、第二切線部以及第二弧部順次相連以使所述導(dǎo)流型面呈人字型。本發(fā)明的排導(dǎo)裝置能確保燃?xì)饬髟诙ㄏ蚺艑?dǎo)同時(shí)，具有合理的氣動(dòng)外形。
【專(zhuān)利說(shuō)明】單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，具體地說(shuō)，是涉及單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]火箭發(fā)射過(guò)程中，一般均采用一定的排導(dǎo)裝置將燃?xì)饬髦鲃?dòng)排導(dǎo)至一定區(qū)域，以避免無(wú)序、反濺或漫延燃?xì)饬鳠g影響火箭發(fā)射安全，同時(shí)對(duì)無(wú)法遠(yuǎn)置的關(guān)鍵發(fā)射設(shè)備造成破壞性影響。
[0003]排導(dǎo)裝置必須較好地控制導(dǎo)流氣動(dòng)外形，特別是導(dǎo)流板的導(dǎo)流面的型面(S卩，導(dǎo)流型面)，這在火箭機(jī)動(dòng)發(fā)射【技術(shù)領(lǐng)域】十分重要，主要在于機(jī)動(dòng)發(fā)射技術(shù)采用的排導(dǎo)裝置必須嚴(yán)格限制在緊湊空間內(nèi)。
[0004]導(dǎo)流面的型面首要在控制導(dǎo)流方向，確保燃?xì)饬髟诒M量不影響火箭箭體條件定向排導(dǎo)，要機(jī)動(dòng)發(fā)射【技術(shù)領(lǐng)域】，往往需要在控制定向排導(dǎo)基礎(chǔ)上，確保燃?xì)饬鞑荒苡绊懸欢ǚ秶膱?chǎng)坪條件，避免后續(xù)機(jī)動(dòng)發(fā)射無(wú)法利用該發(fā)射場(chǎng)坪。
[0005]導(dǎo)流面的型面也要關(guān)注氣動(dòng)阻力大小及高強(qiáng)度氣動(dòng)燒蝕范圍，氣動(dòng)阻力與高強(qiáng)度氣動(dòng)燒蝕呈一定的必然關(guān)系，因此，氣動(dòng)阻力大小及高強(qiáng)度氣動(dòng)燒蝕可同時(shí)考慮，主要在于盡量控制氣動(dòng)阻力及高強(qiáng)度氣動(dòng)燒蝕范圍在可控范圍內(nèi)。
[0006]導(dǎo)流面的型面設(shè)計(jì)同時(shí)必須確保工程可行，特別是采用復(fù)合材料的導(dǎo)流面的型面，基折轉(zhuǎn)半徑及鈍頭尺寸必須確保工藝可行。
[0007]目前文獻(xiàn)僅公布了系列多噴管運(yùn)載火箭導(dǎo)流面的型面設(shè)計(jì)一些方法，多噴管運(yùn)載火箭導(dǎo)流面燃?xì)饬髦苯記_擊在導(dǎo)流面腹部，相對(duì)可利用空間較大，導(dǎo)流面的型面能夠設(shè)計(jì)有較大發(fā)揮的空間。對(duì)于采用垂直發(fā)射技術(shù)的單噴管火箭，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流面的型面設(shè)計(jì)則確乏依據(jù)性設(shè)計(jì)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，設(shè)置于一噴管的下方，其包括具有導(dǎo)流型面的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流型面包括中間弧部、第一切線部、第二切線部、第一弧部以及第二弧部，第一切線部通過(guò)所述中間弧部的一端點(diǎn)且與所述中間弧部相切；第二切線部通過(guò)所述中間弧部的另一端點(diǎn)且與所述中間弧部相切；第一弧部通過(guò)所述第一切線部的遠(yuǎn)離所述中間弧部的端點(diǎn)且與所述第一切線部相切；第二弧部通過(guò)所述第二切線部的遠(yuǎn)離所述中間弧部的端點(diǎn)且與所述第二切線部相切；其中，所述第一切線部與所述第二切線部以所述中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱，所述第一弧部與所述第二弧部以所述中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱；且所述第一弧部、所述第一切線部、所述中間弧部、所述第二切線部以及所述第二弧部順次相連以使所述導(dǎo)流型面呈人字型。
[0010]上述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其中，所述第一弧部的半徑與所述第二弧部的半徑相等，且皆根據(jù)所述噴管的噴口直徑確定。[0011]上述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其中，所述第一弧部的半徑和所述第二弧部的半徑R3 = (0.80~1.50) D。，其中，Dtl為所述噴管的噴口直徑。
[0012]上述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其中，所述中間弧部的半徑R4根據(jù)所述噴管的噴口直徑確定。
[0013]上述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其中，所述半徑R4 = (0.025~0.055)Dtl，其中，Dtl為所述噴管的噴口直徑。
[0014]上述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其中，所述第一切線部與所述第二切線部之間的夾角2 Θ根據(jù)所述噴管的出口馬赫數(shù)Mtl確定。
【權(quán)利要求】
1.一種單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，設(shè)置于一噴管的下方，其包括具有導(dǎo)流型面的導(dǎo)流板，其特征在于，所述導(dǎo)流型面包括: 中間弧部； 第一切線部，通過(guò)所述中間弧部的一端點(diǎn)且與所述中間弧部相切； 第二切線部，通過(guò)所述中間弧部的另一端點(diǎn)且與所述中間弧部相切； 第一弧部，通過(guò)所述第一切線部的遠(yuǎn)離所述中間弧部的端點(diǎn)且與所述第一切線部相切；以及 第二弧部，通過(guò)所述第二切線部的遠(yuǎn)離所述中間弧部的端點(diǎn)且與所述第二切線部相切； 其中，所述第一切線部與所述第二切線部以所述中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱，所述第一弧部與所述第二弧部以所述中間弧部的中軸線為對(duì)稱軸相對(duì)稱；且所述第一弧部、所述第一切線部、所述中間弧部、所述第二切線部以及所述第二弧部順次相連以使所述導(dǎo)流型面呈人字型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一弧部的半徑與所述第二弧部的半徑相等，且皆根據(jù)所述噴管的噴口直徑確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一弧部的半徑和所述第二弧部的半徑R3 = (0.80~1.50) Dtl，其中，Dtl為所述噴管的噴口直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述中間弧部的半徑R4根據(jù)所述噴管的噴 口直徑確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述半徑R4=(0.025~0.055)D。，其中，D0為所述噴管的噴口直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一切線部與所述第二切線部之間的夾角2 Θ根據(jù)所述噴管的出口馬赫數(shù)Mtl確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述角度
(1、Θ = arcsin - ο
J
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一弧部所對(duì)應(yīng)的圓心角與所述第二弧部所對(duì)應(yīng)的圓心角相等，且皆根據(jù)所述角度Θ以及一排導(dǎo)角α確定，所述排導(dǎo)角α為一第一切線與火箭發(fā)射場(chǎng)坪之間的夾角或?yàn)橐坏诙芯€與火箭發(fā)射場(chǎng)坪之間的夾角，所述第一切線為過(guò)所述第一弧部的遠(yuǎn)離所述第一切線部的端點(diǎn)且與所述第一弧部相切的線，所述第二切線為過(guò)所述第二弧部的遠(yuǎn)離所述第二切線部的端點(diǎn)且與所述第二弧部相切的線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述排導(dǎo)角α根據(jù)所述噴管的噴口離火箭發(fā)射場(chǎng)坪的距離Htl、一膨脹極大半徑R1、火箭發(fā)射場(chǎng)坪的寬度Ltl以及一初始膨脹段懸掛激波交點(diǎn)離噴口軸向距離Ha確定，所述膨脹極大半徑R1為噴管的燃?xì)饬髋艑?dǎo)外邊線的半徑，所述初始膨脹段懸掛激波交點(diǎn)離噴口軸向距離Ha為一懸掛激波交點(diǎn)與所述噴管的噴口之間的軸向距離，所述懸掛激波交點(diǎn)為所述燃?xì)饬髋艑?dǎo)外邊線與所述第一弧部之間的交點(diǎn)或?yàn)樗鋈細(xì)饬髋艑?dǎo)外邊線與所述第二弧部之間的交點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述排導(dǎo)角η、a=arcsin ———2——，其中，H2 = H0-(1.15 ~1.60)Ha0
IkL0I1-R1J
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一弧部所對(duì)應(yīng)的圓心角和所述第二弧部所對(duì)應(yīng)的圓心角Y。= 90° -α - Θ。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述中間弧部的頂點(diǎn)與所述噴管的噴口的距離Hl根據(jù)噴管的噴口直徑確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述H1=(0.65~1.15)Dtl，其中，D0為噴管的噴口直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述第一弧部遠(yuǎn)離所述第一切線部的一端連接一第一豎直部，所述第二弧部遠(yuǎn)離所述第二切線部的一端連接一第二豎直部，所述第一豎直部與所述第二豎直部之間的距離L1根據(jù)所述半徑R3、所述排導(dǎo)角α、所述膨脹極大半徑R1、以及一導(dǎo)流角裕值Y2確定，所述導(dǎo)流角裕值Y2為一第一連線與一第二連線之間的夾角，所述第一連線為所述第一弧部的遠(yuǎn)離所述第一切線部的端點(diǎn)與所述第一弧部的圓心的連線或?yàn)樗龅诙〔康倪h(yuǎn)離所述第二切線部的端點(diǎn)與所述第二弧部的圓心的連線，所述第二連線為所述第一切線相對(duì)所述第一豎直部的交點(diǎn)與所述第一弧部的圓心的連線或?yàn)樗龅诙芯€相對(duì)所述第二豎直部的交點(diǎn)與所述第二弧部的圓心的連線。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述距離L1=(0.7 ~1.20) (21^+2?) sin(y !+ Θ ) 0
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)所述的單噴管火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流板整體為馬鞍形。
【文檔編號(hào)】F02K9/97GK103541833SQ201210238607
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】陳勁松 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院