一种固体火箭发动机反喷保护收集装置及保护收集方法转让专利

申请号 : CN202010909328.0

文献号 : CN112012852B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 祝子文曲悠扬陈涛王睿哲王凯刘波崔宇杰高鹏

申请人 : 西安航天动力测控技术研究所

摘要 :

本发明属于固体火箭发动机地面点火试验技术领域,具体涉及一种固体火箭发动机反喷保护收集装置及保护收集方法。本发明包括引射管、上反喷收集保护机构、下反喷收集保护机构、上高度调整机构、底盘、下高度调整机构和安装板;上反喷收集保护机构、上高度调整机构、下反喷收集保护机构、下高度调整机构和底盘从上至下依次设置,底盘可转动的连接在安装板上;引射管连接在反喷发动机反向喷管上,并朝向上反喷收集保护机构或下反喷收集保护机构。本发明通过高度、角度的调节,实现了发动机反向喷管喷出物质的对准与收集,保证了试验的安全性。设置石棉板,大大减小了大质量大体积反喷物质的动能;设置缓冲区,进一步减小了的反喷物质的动能。

权利要求 :

1.一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:包括引射管(1)、上反喷收集保护机构(3)、下反喷收集保护机构(4)、上高度调整机构、底盘(5)、下高度调整机构和安装板(6);所述上反喷收集保护机构(3)、上高度调整机构、下反喷收集保护机构(4)、下高度调整机构和底盘(5)从上至下依次设置,所述底盘(5)可转动的连接在安装板(6)上;所述引射管(1)连接在固体火箭发动机的反向喷管上,引射管(1)朝向上反喷收集保护机构(3)或下反喷收集保护机构(4)。

2.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述上高度调整机构采用的是上垫片;所述下高度调整机构采用的是下垫片(15);所述底盘(5)为圆盘状。

3.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述上反喷收集保护机构(3)包括上反喷收集保护机构壳体、前承接筒(8)、后承接筒(7)、石棉板(9)和侧面防护网(10);所述上反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述上反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板(9),前承接筒(8)的一端固定连接在通孔处,前承接筒(8)固定连接的一端高于自由端;所述后承接筒(7)固定连接在上反喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒(8)同轴设置;所述侧面防护网(10)固定连接在上反喷收集保护机构壳体的敞开侧。

4.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述下反喷收集保护机构(4)包括下反喷收集保护机构壳体、前承接筒(8)、后承接筒(7)、石棉板(9)和侧面防护网(10);所述下反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述下反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板(9),前承接筒(8)的一端固定连接在通孔处,前承接筒(8)固定连接的一端低于自由端;所述后承接筒(7)固定连接在下反喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒(8)同轴设置;所述侧面防护网(10)固定连接在下反喷收集保护机构壳体的敞开侧。

5.如权利要求3或4所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述后承接筒(7)的直径大于前承接筒(8)的直径,前承接筒(8)的直径大于引射管(1)的直径。

6.如权利要求3或4所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述上反喷收集保护机构壳体和下反喷收集保护机构(4)除装有侧面防护网(10)的一侧外,均采用钢板制成;所述侧面防护网(10)采用的是孔径小于6mm的钢丝网。

7.如权利要求3或4所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述后承接筒(7)是由连接板(11)、筒体和阻滞机构(13)组成;所述筒体的轴截面为等腰梯形;

所述阻滞机构(13)固定连接在筒体的直边口上;所述连接板(11)设置在筒体斜边口的外边沿上,所述筒体和阻滞机构(13)围成了缓冲区(12)。

8.如权利要求7所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:所述阻滞机构(13)为钢板,且钢板厚度不小于25mm。

9.如权利要求1所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,其特征在于:还包括吊耳(2);所述吊耳(2)固定连接在上反喷收集保护机构(3)上。

10.如权利要求1‑9任意一种所述的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置的保护收集方法,其特征在于:包括如下步骤

步骤一:将引射管(1)连接在反喷发动机反向喷管上;

步骤二:根据引射管(1)的设置,调节下垫片(15)或调节上垫片的厚度,使得上反喷收集保护机构(3)上的前承接筒(8)的下端与准引射管(1)上端的高度在同一平面,或下反喷收集保护机构(4)上的前承接筒(8)的上端与准引射管(1)下端的高度在同一平面,高度调节好后,将上反喷收集保护机构(3)与下反喷收集保护机构(4)连接固定;

步骤三:步骤二完成后,转动底盘(5),使前承接筒(8)与引射管(1)同轴后,停止转动底盘(5)并将底盘(5)与安装板(6)固定连接;

步骤四:固体火箭发动机启动,反喷物质在引射管(1)的引导下进入前承接筒(8)后,穿过石棉板(9)进入后承接筒(7)内的缓冲区(12);石棉板(9)对大质量大体积的反喷物质进行阻隔并减小其动能,散射的反喷物质经过石棉板(9)进入缓冲区(12)并在缓冲区(12)内来回弹射,最后由阻滞机构(13)阻止其继续向前,再次返回缓冲区(12)内弹射,直至落入后承接筒(7)内。

说明书 :

一种固体火箭发动机反喷保护收集装置及保护收集方法

技术领域

[0001] 本发明属于固体火箭发动机地面点火试验技术领域,具体涉及一种固体火箭发动机反喷保护收集装置及保护收集方法。

背景技术

[0002] 发动机在飞行状态中,由于进行级间分离、调节导弹射程和提高控制导弹命中精度等因素,常常需要进行发动机推力终止。而进行发动机推力终止,一般使用的是反向喷管
或者专用的反向推力终止发动机。在进行固体火箭发动机地面试验时,尤其是带有反向喷
管的发动机,在其工作过程中,会朝向推力测量装置方向反喷高温火焰及高速高温固态物
质,如不进行合理的防护,则会对发动机试验完整性造成巨大的影响。
[0003] 发动机反向喷管喷出的物质具有速度快,温度高,散射度大的特点,尤其是刚工作阶段,会有大体积、大质量(堵盖)的反喷物质喷出。现有技术中由于缺乏防护,反喷物质喷
出对试验台体,试验架及测量装置都曾造成过巨大的影响,而保护收集装置如果离得过近,
则反喷物质打到保护收集装置的时候存在反弹回来的可能,会对发动机壳体造成影响。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种固体火箭发动机反喷保护收集装置及保护收集方法,目的在于提供一种能够对高速高温反喷物质、高温火焰起到防护作用的装置及方法。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0006] 一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,包括引射管、上反喷收集保护机构、下反喷收集保护机构、上高度调整机构、底盘、下高度调整机构和安装板;所述上反喷收集保护
机构、上高度调整机构、下反喷收集保护机构、下高度调整机构和底盘从上至下依次设置,
所述底盘可转动的连接在安装板上;所述引射管连接在固体火箭发动机的反向喷管上,引
射管朝向上反喷收集保护机构或下反喷收集保护机构。
[0007] 所述上高度调整机构采用的是上垫片;所述下高度调整机构采用的是下垫片;所述底盘为圆盘状。
[0008] 所述上反喷收集保护机构包括上反喷收集保护机构壳体、前承接筒、后承接筒、石棉板和侧面防护网;所述上反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述上
反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板,前承接筒的一端
固定连接在通孔处,前承接筒固定连接的一端高于自由端;所述后承接筒固定连接在上反
喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒同轴设置;所述侧面防护网固定连接在上反喷
收集保护机构壳体的敞开侧。
[0009] 所述下反喷收集保护机构包括下反喷收集保护机构壳体、前承接筒、后承接筒、石棉板和侧面防护网;所述下反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述下
反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板,前承接筒的一端
固定连接在通孔处,前承接筒固定连接的一端低于自由端;所述后承接筒固定连接在下反
喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒同轴设置;所述侧面防护网固定连接在下反喷
收集保护机构壳体的敞开侧。
[0010] 所述后承接筒的直径大于前承接筒的直径,前承接筒的直径大于引射管的直径。
[0011] 所述上反喷收集保护机构壳体和下反喷收集保护机构除装有侧面防护网的一侧外,均采用钢板制成;所述侧面防护网采用的是孔径小于6mm的钢丝网。
[0012] 所述后承接筒是由连接板、筒体和阻滞机构组成;所述筒体的轴截面为等腰梯形;所述阻滞机构固定连接在筒体的直边口上;所述连接板设置在筒体斜边口的外边沿上,所
述筒体和阻滞机构围成了缓冲区。所述阻滞机构为钢板,且钢板厚度不小于25mm。
[0013] 还包括吊耳;所述吊耳固定连接在上反喷收集保护机构上。
[0014] 一种固体火箭发动机反喷保护收集装置的保护收集方法,包括如下步骤
[0015] 步骤一:将引射管连接在反喷发动机反向喷管上;
[0016] 步骤二:根据引射管的设置,调节下垫片或调节上垫片的厚度,使得上反喷收集保护机构上的前承接筒的下端与准引射管上端的高度在同一平面,或下反喷收集保护机构上
的前承接筒的上端与准引射管下端的高度在同一平面,高度调节好后,将上反喷收集保护
机构与下反喷收集保护机构连接固定;
[0017] 步骤三:步骤二完成后,转动底盘,使前承接筒与引射管同轴后,停止转动底盘并将底盘与安装板固定连接;
[0018] 步骤四:固体火箭发动机启动,反喷物质在引射管的引导下进入前承接筒后,穿过石棉板进入后承接筒内的缓冲区;石棉板对大质量大体积的反喷物质进行阻隔并减小其动
能,散射的反喷物质经过石棉板进入缓冲区并在缓冲区内来回弹射,最后由阻滞机构阻止
其继续向前,再次返回缓冲区内弹射,直至落入后承接筒内。
[0019] 有益效果:
[0020] (1)本发明通过高度调整机构和底盘的设置,能够进行高度和角度的调节,实现发动机反向喷管喷出物质的对准收集,保证收集保护过程中的安全性。
[0021] (2)本发明通过引射管的设计,能够引导反喷物质按预定路线反喷,实现精准收集;
[0022] (3)本发明通过石棉板的阻隔措施设计,对大质量大体积的反喷物质(堵盖)实施阻隔,大质量大体积的反喷物质在击穿石棉板的过程中大大减小了其动能。
[0023] (4)本发明在后引射管中设计缓冲区,使得散射的反喷物质(钢珠)能够在缓冲区内来回弹射,有效的减小了散射的反喷物质的动能。
[0024] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例,详细说明如后。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获
得其他的附图。
[0026] 图1是本发明的结构示意图;
[0027] 图2是本发明的俯视图;
[0028] 图3是本发明侧面防护网的连接示意图;
[0029] 图4是本发明后承接筒结构示意图。
[0030] 图中:1‑引射管;2‑吊耳;3‑上反喷收集保护机构;4‑下反喷收集保护机构;5‑底盘;6‑安装板;7‑后承接筒;8‑前承接筒;9‑石棉板;10‑侧面防护网;11‑连接板;12‑缓冲区;
13‑阻滞机构;15‑下垫片。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0032] 实施例一:
[0033] 参照图1和图3所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,包括引射管1、上反喷收集保护机构3、下反喷收集保护机构4、上高度调整机构、底盘5、下高度调整机构和安装
板6;所述上反喷收集保护机构3、上高度调整机构、下反喷收集保护机构4、下高度调整机构
和底盘5从上至下依次设置,所述底盘5可转动的连接在安装板6上;所述引射管1连接在固
体火箭发动机的反向喷管上,引射管1朝向上反喷收集保护机构3或下反喷收集保护机构4。
[0034] 在实际使用时,将引射管1连接在反喷发动机反向喷管上;根据引射管1的设置,调节下垫片15或上垫片的厚度,使得上反喷收集保护机构3上的前承接筒8的下端与准引射管
1上端的高度在同一平面,或下反喷收集保护机构4上的前承接筒8的上端与准引射管1下端
的高度在同一平面,高度调节好后,将上反喷收集保护机构3与下反喷收集保护机构4连接
固定;随后,转动底盘5,使引射管1正对上反喷收集保护机构3或下反喷收集保护机构4,角
度调节好后,将底盘5与安装板6固定连接。之后,启动固体火箭发动机,反喷物质在引射管1
的引导下进入上反喷收集保护机构3或下反喷收集保护机构4内,上反喷收集保护机构3或
下反喷收集保护机构4对反喷物质进行阻挡、来回弹射,以减小反喷物质的动能,直至反喷
物质落入上反喷收集保护机构3或下反喷收集保护机构4内。
[0035] 本发明结构简单,能够对高温反喷物质、高温火焰起到较好的防护作用,并能将反喷物质收集。
[0036] 在具体应用时,可以根据反喷发动机反向喷管的设置情况,来决定引射管1设置的个数及启用上反喷收集保护机构3、或启用下反喷收集保护机构4,或两者均启用。
[0037] 实施例二:
[0038] 参照图1所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例一的基础上:所述上高度调整机构采用的是上垫片;所述下高度调整机构采用的是下垫片15;所述底盘5为
圆盘状。
[0039] 在实际使用时,高度调整机构采用垫片的技术方案,使得高度的调整简单、方便;只需增减上垫片或下垫片15厚度,即可达到调整上反喷收集保护机构3和下反喷收集保护
机构4高度的目的。
[0040] 在具体应用时,底盘5采用圆盘状,在旋转底盘5时所占面积最小,方便影响操作。
[0041] 实施例三:
[0042] 参照图1~图4所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例一的基础上:所述上反喷收集保护机构3包括上反喷收集保护机构壳体、前承接筒8、后承接筒7、石棉
板9和侧面防护网10;所述上反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述上
反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板9,前承接筒8的一
端固定连接在通孔处,前承接筒8固定连接的一端高于自由端;所述后承接筒7固定连接在
上反喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒8同轴设置;所述侧面防护网10固定连接在
上反喷收集保护机构壳体的敞开侧。
[0043] 进一步的,所述后承接筒7的直径大于前承接筒8的直径,前承接筒8的直径大于引射管1的直径。
[0044] 进一步的,所述后承接筒7是由连接板11、筒体和阻滞机构13组成;所述筒体的轴截面为等腰梯形;所述阻滞机构13固定连接在筒体的直边口上;所述连接板11设置在筒体
斜边口的外边沿上,所述筒体和阻滞机构13围成了缓冲区12。
[0045] 在实际使用时,当固体火箭发动机启动后,反喷物质在引射管1的引导下进入前承接筒8后,穿过石棉板9进入后承接筒7内缓冲区12;石棉板9对大质量大体积的反喷物质进
行打碎、阻隔并减小其动能,散射的反喷物质穿过石棉板9进入后承接筒7,被阻滞机构13拦
截,使其在后承接筒7的缓冲区12内来回弹射,最后由阻滞机构13阻止其继续向前,再次返
回缓冲区12内弹射,以消耗其动能,直至落入保护收集装置内,实现了对发动机、试验台体
的保护。
[0046] 石棉板9具有防火、隔热的作用,在反喷物质通过的路径上设置石棉板9,一方面能够将具有高温的大体积、大重量的反喷物质进行阻隔,另一方面也避免了高温对装置的影
响。
[0047] 后承接筒7的直径大于前承接筒8的直径,前承接筒8的直径大于引射管1的直径,保证了经引射管1的反喷物质沿直线加速,减少其散射,便于收集。
[0048] 本实施例中的上反喷收集保护机构壳体是先焊制一个框架体,再在框架体上焊接钢板而构成的一个半开放的结构。
[0049] 本发明的技术方案,不仅能够减小反喷物质的动能,且在其动能较小后对其进行收集。对高速高温反喷物质、高温火焰起到了较好的防护作用。
[0050] 实施例四:
[0051] 参照图3所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例三的基础上:所述反喷收集保护机构壳体除装有侧面防护网10的一侧外,均采用钢板制成;所述侧面防护
网10采用的是孔径小于6mm的钢丝网。
[0052] 在实际使用时,上反喷收集保护机构壳体采用一侧敞开的半封闭结构,除装有侧面防护网10的一侧,其余面均用钢板焊死,有利于高温高速气体的排出,且保证了收集保护
过程中的安全性。
[0053] 实施例五:
[0054] 参照图1和图4所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例一的基础上:所述下反喷收集保护机构4包括下反喷收集保护机构壳体、前承接筒8、后承接筒7、石棉
板9和侧面防护网10;所述下反喷收集保护机构壳体是具有一侧敞开的半封闭结构;所述下
反喷收集保护机构壳体前侧壁上开有通孔,通孔上覆盖的连接有石棉板9,前承接筒8的一
端固定连接在通孔处,前承接筒8固定连接的一端低于自由端;所述后承接筒7固定连接在
下反喷收集保护机构壳体内侧壁,且与前承接筒8同轴设置;所述侧面防护网10固定连接在
下反喷收集保护机构壳体的敞开侧。
[0055] 进一步的,所述后承接筒7的直径大于前承接筒8的直径,前承接筒8的直径大于引射管1的直径。
[0056] 进一步的,所述后承接筒7是由连接板11、筒体和阻滞机构13组成;所述筒体的轴截面为等腰梯形;所述阻滞机构13固定连接在筒体的直边口上;所述连接板11设置在筒体
斜边口的外边沿上,所述筒体和阻滞机构13围成了缓冲区12。
[0057] 本实施例中的下反喷收集保护机构壳体是先焊制一个框架体,再在框架体上焊接钢板而构成的一个半开放的结构。
[0058] 实施例六:
[0059] 参照图1和图4所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例三的基础上:所述阻滞机构13为钢板,且钢板厚度不小于25mm。
[0060] 阻滞机构采用本技术方案,不仅能够对穿过石棉板9进入后承接筒7的散射的反喷物质进行有效拦截,使其在后承接筒7的缓冲区12内来回弹射,以消耗其动能,最后由阻滞
机构13阻止其继续向前,再次返回缓冲区12内弹射,直至落入保护收集装置内。钢板厚度不
小于25mm,能够有效阻挡散射的反喷物质,确保对发动机、试验台体的保护。
[0061] 实施例七:
[0062] 参照图1所示的一种固体火箭发动机反喷保护收集装置,在实施例一的基础上:还包括吊耳2;所述吊耳2固定连接在上反喷收集保护机构3上。
[0063] 在实际使用时,吊耳2的设置,方便保护收集装置的移动。
[0064] 实施例八:
[0065] 一种固体火箭发动机反喷保护收集装置的保护收集方法,包括如下步骤
[0066] 步骤一:将引射管1连接在反喷发动机反向喷管上;
[0067] 步骤二:根据引射管1的设置,调节下垫片15或调节上垫片的厚度,使得上反喷收集保护机构3上的前承接筒8的下端与准引射管1上端的高度在同一平面,或下反喷收集保
护机构4上的前承接筒8的上端与准引射管1下端的高度在同一平面,高度调节好后,将上反
喷收集保护机构3与下反喷收集保护机构4连接固定;
[0068] 步骤三:步骤二完成后,转动底盘5,使前承接筒8与引射管1同轴后,停止转动底盘5并将底盘5与安装板6固定连接;
[0069] 步骤四:固体火箭发动机启动,反喷物质在引射管1的引导下进入前承接筒8后,穿过石棉板9进入后承接筒7内的缓冲区12;石棉板9对大质量大体积的反喷物质进行阻隔并
减小其动能,散射的反喷物质经过石棉板9进入缓冲区12并在缓冲区12内来回弹射,最后由
阻滞机构13阻止其继续向前,再次返回缓冲区12内弹射,直至落入后承接筒7内。
[0070] 在实际使用时,采用本发明的技术方案,解决了高速、高温反喷物质及高温火焰的防护问题,确保反喷物质的减速和收集,以及发动机点火过程的安全性。
[0071] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。
[0072] 在不冲突的情况下,本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合,以达到相应的技术效果,具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
[0073] 需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该
特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0074] 以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发
明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术
方案的范围内。