[发明专利]头部结构相同的三种大推力三组元火箭推力室

摘要

本发明涉及头部结构相同的三种大推力三组元火箭推力室，包括用液氢和煤油分段冷却身部、全用液氢冷却身部、切换燃料等。采用喷注器面外燃烧是液氧煤油和隔板端面外燃烧是氢氧、以厚的喷注器盘为主的高强度头部、各区面积基本相等的19、37和61区有底座排放再生冷却隔板、燃料流路和喷注器先后用两种不同燃料的切换燃料模式等技术，可解决现有液氧煤油推力室难以解决的简化结构降低难度、多次重复使用、提高比冲、切换燃料变氢氧等问题。推力室结构简单得多和通用性好，零件数大量减少。重复使用有望达到50次。比冲可提高20‑50秒。便于又快又好地研制低成本发动机。适用于200‑1000吨推力的火箭助推、一级、芯一级等发动机。

主权项

1.一种大推力三组元推力室，由头部(1)、身部(2)和隔板(3)组成并焊接一体，头部(1)和这三部分的连接件包括承力座(4)、法兰盘(5)、多孔内锥壳(6)、外锥壳(7)、涡轮排气引入管(8)、第一承力连接件(9)、第二承力连接件(9A)、第三承力连接件(9B)、连接集合环(10)、喷注器盘(11)、双排喷注孔弧段板组(12)、单排喷注孔弧段板组(12A)、喷注径向板(13)、内冷却环(14)、搭接半环(15)、头部煤油进入管(16)和气氢输出管(17)，其特征在于：所述的头部(1)是以厚的喷注器盘(11)为主的高强度头部(1A)，身部(2)是用液氢和煤油分段再生冷却和无冷却环带的第一种传统身部(2A)，隔板(3)是有底座排放再生冷却隔板(3A)并用身部(2)再生冷却转变的气氢冷却，从涡轮排气引入管(8)进入的是液氧与少量氢进行燃烧产生温度不超过800K的富氧气，直径1.05-1.5m和厚度宜取10％直径的喷注器盘(11)按等面积划分为中心圆形区(18)、6个第一圈扇形区(19)、12个第二圈扇形区(19A)和18个第三圈扇形区(19B)，各区内按同心圆双排或单排密集开有喷注富氧气的气轴向孔(20)、隔板两边气轴向孔(20A)和小的气轴向孔(20B)且宜减薄一半此处的盘厚度，双排喷注孔弧段板组(12)、单排喷注孔弧段板组(12A)和喷注径向板(13)开有煤油自击对(21)、煤油斜孔(22)和煤油小轴向孔(23)用来喷注从头部煤油进入管(16)进入的身部(2)再生冷却后的煤油，一个煤油自击对(21)与一个气轴向孔(20)组成液气自击互击喷注单元或两个小倾角5-30度的煤油斜孔(22)与一个气轴向孔(20)组成液气互击喷注单元及一个煤油斜孔(22)与一个小的气轴向孔(20B)组成外圈液气互击喷注单元，连接集合环(10)开有一个煤油进入孔(24)并设置煤油集合器(25)，内冷却环(14)沿圆周均匀开有气氢径向孔(26)、小径向孔(27)和用来喷注内冷却用气氢的环形缝隙(28)，搭接半环(15)上开有一个气氢输出孔(29)并在其内侧形成气氢集合器(30)，由此构成第一种用液氢和煤油分段冷却身部的300-600吨推力三组元推力室。