本申請涉及固體發(fā)動機(jī)，特別涉及一種自噬固體火箭發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
1、固體火箭發(fā)動機(jī)因具有響應(yīng)速度快、可靠性高、維護(hù)成本低、可長期貯存以及操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，成為導(dǎo)彈武器的首選動力源。
2、自噬固體火箭發(fā)動機(jī)是指發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中主動消耗自身結(jié)構(gòu)材料作為燃料的一部分。這種設(shè)計(jì)通常涉及發(fā)動機(jī)的殼體或內(nèi)襯材料在高溫下逐漸分解并參與燃燒，從而實(shí)現(xiàn)推力調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)簡化或重量優(yōu)化。
3、然而，相關(guān)技術(shù)中，推進(jìn)劑藥柱的氧化劑和燃料組分需要預(yù)先混合，存在較大的安全隱患；而且，燃燒室殼體通常采用高強(qiáng)度的金屬或非金屬材料，這將大大增加發(fā)動機(jī)的消極質(zhì)量(消極質(zhì)量指發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及有效載荷質(zhì)量等不直接參與推進(jìn)做功的部分質(zhì)量)；此外，自噬固體火箭發(fā)動機(jī)因其藥柱具有較強(qiáng)的自持燃燒能力(自持燃燒能力指推進(jìn)劑在點(diǎn)燃后，燃燒反應(yīng)釋放的熱量足以維持自身持續(xù)燃燒，直至推進(jìn)劑耗盡)且藥型在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)便已確定，在發(fā)動機(jī)工作過程中很難對其進(jìn)行干預(yù)控制，發(fā)動機(jī)一旦啟動便很難停止。
4、因此迫切需要一種消極質(zhì)量低、安全性較高且能量高效管理的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請實(shí)施例提供了一種自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中自噬固體火箭發(fā)動機(jī)推力無法精準(zhǔn)調(diào)控、一旦啟動便難以停止的技術(shù)問題。
2、所述技術(shù)方案如下：
3、一種自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，包括：
4、藥柱，包括筒狀燃料以及設(shè)置于所述筒狀燃料內(nèi)的凝膠氧化劑；
5、燃燒室，包括燃燒筒，所述燃燒筒的第一端設(shè)置有第一外凸緣，第二端設(shè)置有錐形噴管；
6、刀套，包括刀筒以及位于所述刀筒一端的第二外凸緣，所述刀筒具有筒底，所述刀筒位于所述燃燒室內(nèi)且通過所述第二外凸緣與所述第一外凸緣固定連接，所述刀筒內(nèi)固定連接有刀具，所述刀具包括筒形刀，以及沿周向陣列于所述筒形刀外側(cè)的多個(gè)柱狀刀，所述筒形刀用于進(jìn)給所述凝膠氧化劑，所述柱狀刀用于切削所述筒狀燃料；
7、固定連接在所述第一外凸緣上的燃料進(jìn)給裝置，包括作動器和齒筒，所述齒筒的外表面具有沿軸向延伸的直齒，所述作動器具有第一輸出軸，所述第一輸出軸轉(zhuǎn)動連接所述齒筒的第一端，所述齒筒的第二端連接所述藥柱背離所述刀具的一端；
8、以及，固定連接于所述第一外凸緣上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置具有第二輸出軸，所述第二輸出軸傳動連接有與所述齒筒的直齒嚙合的第一齒輪。
9、可選的，自噬固體火箭發(fā)動機(jī)還包括轉(zhuǎn)接件，所述轉(zhuǎn)接件與所述齒筒的第一端固定連接；
10、所述作動器包括作動筒和活動設(shè)置于所述作動筒內(nèi)的活塞，所述作動筒與所述第一外凸緣連接，所述作動筒上設(shè)置有與所述作動筒底部與所述活塞之間的氣室相通的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口用于連接驅(qū)動氣體，所述活塞與所述第一輸出軸連接，所述第一輸出軸與所轉(zhuǎn)接件之間通過第一軸承連接。
11、可選的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機(jī)和傳動齒輪組，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出軸通過所述傳動齒輪組與所述齒筒傳動連接。
12、可選的，相鄰的兩個(gè)所述柱狀刀之間形成燃料流道；所述筒形刀朝向所述藥柱的一端具有向背離所述筒形刀中心軸線方向逐漸變薄的環(huán)形刃，所述環(huán)形刃用于當(dāng)所述藥柱向靠近所述刀具的方向進(jìn)給時(shí)將所述凝膠氧化劑從所述筒狀燃料內(nèi)分離，所述筒形刀的筒壁上設(shè)置有與所述燃料流道一一對應(yīng)的多個(gè)氧化劑流出孔，每個(gè)氧化劑流出孔與所述燃料流道連通；
13、每個(gè)所述柱狀刀朝向所述藥柱的一端具有切削刃，所述切削刃位于所述柱狀刀沿所述筒形刀順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)，或，位于所述柱狀刀沿所述筒形刀逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)。
14、可選的，所述氧化劑流出孔位于所述燃料流道中遠(yuǎn)離切削刃的一側(cè)。
15、可選的，所述刀筒內(nèi)壁設(shè)置有與所述燃料流道一一對應(yīng)的多個(gè)氣化槽，每個(gè)所述氣化槽貫穿所述刀筒的底部，并且每個(gè)所述氣化槽與對應(yīng)的燃料流道處于同一徑線上，所述燃料流道與所述氣化槽形成氣化室。
16、可選的，每個(gè)所述氣化槽從上至下逐漸變窄，每個(gè)所述燃料流道從上至下逐漸變窄。
17、可選的，自噬固體火箭發(fā)動機(jī)還包括設(shè)置于所述藥柱與刀套之間的卡套。
18、可選的，所述柱狀刀的數(shù)量為8個(gè)，所述燃料流道的數(shù)量為8個(gè)，所述氧化劑流出孔的數(shù)量為8個(gè)
19、本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：
20、一種自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，包括：藥柱、燃燒室、刀套、燃料進(jìn)給裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。由于刀套內(nèi)固定連接有包括筒形刀以及沿周向陣列于所述筒形刀外側(cè)的多個(gè)柱狀刀的刀具，當(dāng)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后，控制燃料進(jìn)給裝置中的作動器動作，第一輸出軸可以帶動藥柱向靠近刀具的方向進(jìn)給，凝膠氧化劑被作動器擠壓并從筒狀燃料中流出。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的第二輸出軸驅(qū)動齒筒旋轉(zhuǎn)，帶動藥柱旋轉(zhuǎn)，筒狀燃料被柱狀刀切削。流出的凝膠氧化劑和切削的筒狀燃料碎塊混合經(jīng)氣化進(jìn)入燃燒室，配合點(diǎn)火動作，氣化的凝膠氧化劑和切削的筒狀燃料碎塊在燃燒室發(fā)生燃燒反應(yīng)產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，高溫高壓燃?xì)饨?jīng)噴管膨脹加速產(chǎn)生發(fā)動機(jī)的推力。本申請的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)可將固體燃料作為發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過程中會不斷消耗可燃燒固體燃料，使整個(gè)發(fā)動機(jī)的尺寸變小，減小了一定的消極質(zhì)量。由于筒狀燃料和凝膠氧化劑在燃燒前沒有預(yù)先混合，若停止燃料進(jìn)給裝置以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的動力輸出，則筒狀燃料和凝膠氧化劑停止進(jìn)給，發(fā)動機(jī)就停止工作，因此，本申請的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機(jī)推力的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
21、本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
1.一種自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述自噬固體火箭發(fā)動機(jī)還包括轉(zhuǎn)接件(7)，所述轉(zhuǎn)接件(7)與所述齒筒(502)的第一端固定連接；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(6)包括驅(qū)動電機(jī)(603)和傳動齒輪組，所述驅(qū)動電機(jī)(603)的輸出軸通過所述傳動齒輪組與所述齒筒(502)傳動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，相鄰的兩個(gè)所述柱狀刀(402)之間形成燃料流道(403)；所述筒形刀(401)朝向所述藥柱(1)的一端具有向背離所述筒形刀(401)中心軸線方向逐漸變薄的環(huán)形刃(4011)，所述環(huán)形刃(4011)用于當(dāng)所述藥柱(1)向靠近所述刀具(4)的方向進(jìn)給時(shí)將所述凝膠氧化劑(102)從所述筒狀燃料(101)內(nèi)分離，所述筒形刀(401)的筒壁上設(shè)置有與所述燃料流道(403)一一對應(yīng)的多個(gè)氧化劑流出孔(404)，每個(gè)氧化劑流出孔(404)與所述燃料流道(403)連通；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述氧化劑流出孔(404)位于所述燃料流道(403)中遠(yuǎn)離切削刃(4021)的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述刀筒(301)內(nèi)壁設(shè)置有與所述燃料流道(403)一一對應(yīng)的多個(gè)氣化槽(303)，每個(gè)所述氣化槽(303)貫穿所述刀筒(301)的底部，并且每個(gè)所述氣化槽(303)與對應(yīng)的燃料流道(403)處于同一徑線上，所述燃料流道(403)與所述氣化槽(303)形成氣化室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述氣化槽(303)從上至下逐漸變窄，每個(gè)所述燃料流道(403)從上至下逐漸變窄。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述自噬固體火箭發(fā)動機(jī)還包括設(shè)置于所述藥柱(1)與刀套(3)之間的卡套(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自噬固體火箭發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述柱狀刀(402)的數(shù)量為8個(gè)，所述燃料流道(403)的數(shù)量為8個(gè)，所述氧化劑流出孔(404)的數(shù)量為8個(gè)。