小型固体火箭发动机用喷堵及其制备方法与流程

本发明属于固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种小型固体火箭发动机用喷堵及其制备方法。

背景技术：

喷堵是固体火箭发动机的重要零件，通常安装在喷管喉衬部位。喷堵一方面起到在发动机点火初期建压的作用，另一方面起到密封、防潮的作用。因此发动机用喷堵应满足以下条件：1)具有一定强度，破堵压力应在发动机点火最低压力之上，否则发动机点火失败，同时破堵压力不能过高，否则造成点火压力峰过高甚至造成发动机结构破坏；2)破堵后喷管处不得有大块喷出物，否则会损伤喷管后面弹体结构；3)能起到密封、防潮作用；4)抗老化性能优良，满足发动机长期贮存的要求；5)在发动机使用温度区间(如-45℃—+55℃)尺寸和性能稳定。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种小型固体火箭发动机用喷堵及其制备方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，所述制备方法包括：

步骤1：根据发动机点火要求初步设定喷堵尺寸和喷堵密度；

步骤2：根据设计重量称量可发性聚苯乙烯待用；

步骤3：将称好的可发性聚苯乙烯原料装入发泡模具中；

步骤4：将安装、固定好的发泡模具放入热源中，根据加热发泡工艺进行加热发泡；

步骤5：拿出发泡模具空冷，待发泡模具冷却后取出喷堵；

步骤6：测试喷堵破堵压力，根据测试结果对喷堵结构、密度进行优化，最终满足使用要求。

其中，所述步骤1中，所述喷堵的形状为径向尺寸渐变的圆柱形体，其径向尺寸的渐变要求根据发动机点火要求而定。

其中，所述发泡模具为铝制发泡模具。

其中，所述发泡模具包括下模1、脱模板2、形腔3、上模板4；

所述下模1上表面设置所述脱模板2；

所述脱模板2外围及下模1上端面周边支撑所述形腔3；

所述形腔3上端设置所述上模板4；

所述上模板4、形腔3、脱模板2之间形成的空间作为喷堵的容置空间，在制备前用于放置所述可发性聚苯乙烯原料。

其中，所述热源包括沸水。

其中，所述热源包括蒸汽发泡装置。

此外，本发明还提供一种根据所述制备方法所制备的小型固体火箭发动机用喷堵。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明的喷堵是固体火箭发动机的重要零件，通常安装在喷管喉衬部位。喷堵一方面起到在发动机点火初期建压的作用，另一方面起到密封、防潮的作用。本发明提供一种小型固体火箭发动机用喷堵，该喷堵用可发性聚苯乙烯(eps)发泡而成。eps喷堵具有适用性强、隔热、密度低、密封性好、破堵后很快气化等优点。

具体而言，本发明提供一种小型固体火箭发动机用喷堵，该喷堵使用可发性聚苯乙烯材料在模具中发泡而成。这种喷堵具有以下特点：

1)喷堵使用可发性聚苯乙烯发泡而成；

2)可以通过调整喷堵结构或喷堵密度来改变破堵压力，强度范围广(1mpa—6mpa)，可以满足绝大部分小型固体火箭发动机对喷堵的要求；

3)喷堵破碎后在发动机燃气高温中快速气化，在喷管处无大块喷出物，不会对其他弹体结构造成破坏；

4)密度低、稀释率低、绝热性能好，可以起到密封防潮、防腐蚀作用；

5)抗老化性能优良；

6)在-45℃—+55℃范围内尺寸、强度稳定，满足发动机使用要求。

附图说明

图1为某固体火箭发动机喷堵示意图。

图2为某固体火箭发动机喷堵发泡模具示意图。其中，1-下模；2-脱模板；3-形腔；4-上模板。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

可发性聚苯乙烯(eps)是含有发泡剂(低沸点烃)的聚苯乙烯和苯乙烯共聚物。其发泡产品具有密度低、隔热性能好、抗老化、稀释率低、高温下气化等优点，满足发动机喷堵的材料要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，所述制备方法包括：

步骤1：根据发动机点火要求初步设定喷堵尺寸和喷堵密度；

步骤2：根据设计重量称量可发性聚苯乙烯待用；

步骤3：将称好的可发性聚苯乙烯原料装入发泡模具中；

步骤4：将安装、固定好的发泡模具放入热源中，根据加热发泡工艺进行加热发泡；

步骤5：拿出发泡模具空冷，待发泡模具冷却后取出喷堵；

步骤6：测试喷堵破堵压力，根据测试结果对喷堵结构、密度进行优化，最终满足使用要求。

其中，所述步骤1中，如图1所示，所述喷堵的形状为径向尺寸渐变的圆柱形体，其径向尺寸的渐变要求根据发动机点火要求而定。

其中，所述发泡模具为铝制发泡模具。

其中，如图2所示，所述发泡模具包括下模1、脱模板2、形腔3、上模板4；

所述下模1上表面设置所述脱模板2；

所述脱模板2外围及下模1上端面周边支撑所述形腔3；

所述形腔3上端设置所述上模板4；

所述上模板4、形腔3、脱模板2之间形成的空间作为喷堵的容置空间，在制备前用于放置所述可发性聚苯乙烯原料。

其中，所述热源包括沸水。

其中，所述热源包括蒸汽发泡装置。

此外，本发明还提供一种根据所述制备方法所制备的小型固体火箭发动机用喷堵。

实施例1

本实施例以某型固体火箭发动机喷堵为例进行具体介绍。

1.根据发动机点火要求初步设计喷堵尺寸和喷堵密度，喷堵形状如图1所示；

2.根据设计重量称量可发性聚苯乙烯待用；

3.将称好的原料装入铝制发泡模具中，发泡模具如图2所示；

4.将安装、固定好的模具放入沸水、蒸汽发泡装置或其他热源中按照工艺加热发泡；

5.拿出模具空冷，待模具冷却后取出喷堵。

6.测试喷堵破堵压力，对喷堵结构、密度进行优化，最终满足使用要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1：根据发动机点火要求初步设定喷堵尺寸和喷堵密度；

步骤2：根据设计重量称量可发性聚苯乙烯待用；

步骤3：将称好的可发性聚苯乙烯原料装入发泡模具中；

步骤4：将安装、固定好的发泡模具放入热源中，根据加热发泡工艺进行加热发泡；

步骤5：拿出发泡模具空冷，待发泡模具冷却后取出喷堵；

步骤6：测试喷堵破堵压力，根据测试结果对喷堵结构、密度进行优化，最终满足使用要求。

2.如权利要求1所述的小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述喷堵的形状为径向尺寸渐变的圆柱形体，其径向尺寸的渐变要求根据发动机点火要求而定。

3.如权利要求1所述的小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述发泡模具为铝制发泡模具。

4.如权利要求1所述的小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述发泡模具包括下模(1)、脱模板(2)、形腔(3)、上模板(4)；

所述下模(1)上表面设置所述脱模板(2)；

所述脱模板(2)外围及下模(1)上端面周边支撑所述形腔(3)；

所述形腔(3)上端设置所述上模板(4)；

所述上模板(4)、形腔(3)、脱模板(2)之间形成的空间作为喷堵的容置空间，在制备前用于放置所述可发性聚苯乙烯原料。

5.如权利要求1所述的小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述热源包括沸水。

6.如权利要求1所述的小型固体火箭发动机用喷堵的制备方法，其特征在于，所述热源包括蒸汽发泡装置。

7.一种根据权利要求1所述制备方法所制备的小型固体火箭发动机用喷堵。

技术总结
本发明属于固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种小型固体火箭发动机用喷堵及其制备方法。所述制备方法包括：根据发动机点火要求初步设定喷堵尺寸和喷堵密度；根据设计重量称量可发性聚苯乙烯待用；将称好的可发性聚苯乙烯原料装入发泡模具中；将安装、固定好的发泡模具放入热源中，根据加热发泡工艺进行加热发泡；拿出发泡模具空冷，待发泡模具冷却后取出喷堵；测试喷堵破堵压力，根据测试结果对喷堵结构、密度进行优化，最终满足使用要求。该喷堵具有适用性强、隔热、密度低、密封性好、破堵后很快气化等优点。

技术研发人员：田小涛;付佺;潘成刚;邓恒;白强来;王绍增;杨跃东
受保护的技术使用者：西安现代控制技术研究所
技术研发日：2019.12.05
技术公布日：2020.04.28