一种小型固体火箭发动机的前连接结构的制作方法

1.本发明涉及固体火箭发动机连接结构领域，特别涉及一种小型固体火箭发动机的前连接结构。


背景技术：

2.固体火箭发动机主要结构一般包括燃烧室、喷管、点火系统等结构，燃烧室又包括筒段壳体、前封头、连接结构、绝热层和推进剂。在小型自由装填式固体火箭发动机中通过连接结构实现前封头和筒体大开口连接，满足自由装填的需求，因此连接结构占用的径向空间尺寸直接影响发动机性能。同时连接结构的结构质量、工艺性、可操作性、可靠性也直接影响发动机的先进性。
3.现有相近的技术为楔环连接结构、卡环结构、法兰结构。楔环连接结构加工工艺性复杂。卡环结构对径向空间占用大，不适合前封头使用。法兰结构同样占用轴向和径向空间较多，不适合自由装填式小发动机连接使用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种小型固体火箭发动机的前连接结构，针对自由装填式高压强小型固体火箭发动机提供连接结构，空间利用率高，有利于提高发动机性能。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种小型固体火箭发动机的前连接结构，包括设置在筒体连接段内侧的内凹槽和设置在封头连接段外侧的外凹槽，内凹槽和外凹槽合拢形成腔体，筒体连接段的筒壁上设有与内凹槽连通的安装孔，腔体内设有若干楔块，楔块对应的圆弧角度小于安装孔对应的圆弧角度，安装孔位置设有挡块，挡块与楔块周向配合，挡块外侧设有盖板，盖板与挡块通过螺钉连接。
6.优选的方案中，所述挡块远离楔块的一端上侧设有限位台阶，限位台阶凸起设置在安装孔中。
7.优选的方案中，所述挡块的数量为两组，两组挡块之间设有补偿块。
8.优选的方案中，所述楔块和补偿块上均设有通孔。
9.优选的方案中，所述楔块选用超高强钢，表面硬化处理。
10.本发明还提供一种小型固体火箭发动机的前连接结构的安装方法，包括如下步骤：步骤一、在筒体连接段内侧和封头连接段外侧分别加工内凹槽和外凹槽，筒体连接段外侧加工与内凹槽连通的安装孔，安装孔与内凹槽的宽度一致；步骤二、在筒体连接段或封头连接段外侧安装限位装置，然后将筒体连接段套装在封头连接段外侧，直至移动至限位装置位置，停止移动，此时内凹槽和外凹槽对齐合拢形成腔体；步骤三、将楔块从安装孔放入腔体中，拨动楔块在腔体中移动，依次完成楔块的填
装；步骤四、通过安装孔填装挡块，挡块与楔块进行周向配合，在两组挡块，之间填充补偿块进行补偿限位，最后安装盖板，通过螺钉将盖板与挡块进行连接。
11.本发明提供的一种小型固体火箭发动机的前连接结构，对筒体连接段内侧和封头连接段进行开槽，通过将连接结构安装在环形槽中，实现对筒体连接段内侧和封头连接段的周向限位，起到连接作用。充分利用壳体结构空间，给前端大开口自由装填式高压强小型固体火箭发动机提供了一种连接方案，轴向和径向尺寸小，空间利用率高，有利于提高发动机性能。结构简单，加工工艺性好，操作性好，可靠性高，有利于提高发动机工艺性和可靠性。
附图说明
12.下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：图1为本发明的剖视图；图2为本发明的局部剖视图；图3为图1沿a-a面的剖视图；图4为连接结构的侧视图；图5为楔块的结构示意图；图中：筒体连接段1，封头连接段2，楔块3，挡块4，盖板5，螺钉6，补偿块7，通孔8，内凹槽101，安装孔102，外凹槽202，限位台阶401。
具体实施方式
13.如图1~4所示，一种小型固体火箭发动机的前连接结构，包括设置在筒体连接段1内侧的内凹槽101和设置在封头连接段2外侧的外凹槽202，内凹槽101和外凹槽202合拢形成腔体，腔体为环形结构，筒体连接段1的筒壁上设有与内凹槽101连通的安装孔102，腔体内设有若干楔块3，楔块3对应的圆弧角度小于安装孔102对应的圆弧角度，方便楔块3从安装孔102中装入腔体中，安装孔102位置设有挡块4，挡块4与楔块3周向配合，挡块4外侧设有盖板5，盖板5与挡块4通过螺钉6连接。盖板5外侧与筒体连接段1外侧平齐，螺钉6为沉头螺钉。
14.在本实施例中，挡块4和盖板5采用高强度钢，楔块3采用超高强度钢，楔块3表面进行硬化热处理。
15.如图5所示，楔块3的特征尺寸为：径向厚度h，轴向宽度b，圆弧角度θ1，周向倒角c，径向四条棱边倒圆角r1。挡块4特征尺寸为：轴向宽度为b，径向厚度为h，圆弧角度θ2。
16.盖板5特征尺寸为：盖板径向厚度保持外表面与筒体连接段1外表面平齐，内表面与挡块4贴合，轴向宽度为b，盖板5环向圆弧角度θ4。
17.筒体连接段1内侧与封头连接段2外侧环向开槽，内凹槽101和外凹槽202的槽深为h/2，槽宽为b。
18.在本实施例中，安装孔102沿筒体连接段1的轴线对称设置，安装孔102内侧倒圆角r2，安装孔102环向角度为θ4。
19.优选的，所述挡块4远离楔块3的一端上侧设有限位台阶401，限位台阶401凸起设
置在安装孔102中。限位台阶401的高度为高度δh，限位台阶401的环向长度为θb。通过设置挡块4不仅方便与盖板5连接，另一方面对连接结构进行周向限位，防止挡块4和楔块3沿内凹槽101和外凹槽202组成的腔体移动而影响盖板5的安装。
20.优选的，所述挡块4的数量为两组，两组挡块4之间设有补偿块7。通过设置补偿块7可以填补两组挡块4之间的空隙，方便对盖板5的支撑，对挡块4起到周向限位作用。在本实施例中，补偿块7径向厚度为（h+δh），轴向宽度为b，环向圆弧角度θ3。
21.所述楔块3和补偿块7上均设有通孔8。通过设置通孔8方便对楔块3和补偿块7的夹取和安装。
22.一种小型固体火箭发动机的前连接结构的安装方法，包括如下步骤：步骤一、在筒体连接段1内侧和前连接段2外侧分别加工内凹槽101和外凹槽202，筒体连接段1外侧加工与内凹槽101连通的安装孔102，安装孔102与内凹槽101的宽度一致。
23.步骤二、在筒体连接段1或前连接段2外侧安装限位装置，限位装置可以为卡箍或设置在前连接段2外侧的凸起，然后将筒体连接段1套装在前连接段2外侧，直至移动至限位装置位置，停止移动，此时内凹槽101和外凹槽202对齐合拢形成腔体。
24.步骤三、将楔块3从安装孔102放入腔体中，拨动楔块3在腔体中移动，依次完成楔块3的填装。
25.步骤四、通过安装孔102填装挡块4，挡块4与楔块3进行周向配合，在两组挡块4，之间填充补偿块7进行补偿限位，最后安装盖板5，通过螺钉6将盖板5与挡块4进行连接。
26.本连接结构轴向和径向尺寸小，空间利用率高，有利于提高发动机性能。充分利用壳体结构空间，给前端大开口自由装填式高压强小型固体火箭发动机提供了一种连接方案。结构简单，加工工艺性好，操作性好，可靠性高，有利于提高发动机工艺性和可靠性。


技术特征：
1.一种小型固体火箭发动机的前连接结构，其特征在于，包括设置在筒体连接段（1）内侧的内凹槽（101）和设置在封头连接段（2）外侧的外凹槽（202），内凹槽（101）和外凹槽（202）合拢形成腔体，筒体连接段（1）的筒壁上设有与内凹槽（101）连通的安装孔（102），腔体内设有若干楔块（3），楔块（3）对应的圆弧角度小于安装孔（102）对应的圆弧角度，安装孔（102）位置设有挡块（4），挡块（4）与楔块（3）周向配合，挡块（4）外侧设有盖板（5），盖板（5）与挡块（4）通过螺钉（6）连接。2.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机的前连接结构，其特征在于，所述挡块（4）远离楔块（3）的一端上侧设有限位台阶（401），限位台阶（401）凸起设置在安装孔（102）中。3.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机的前连接结构，其特征在于，所述挡块（4）的数量为两组，两组挡块（4）之间设有补偿块（7）。4.根据权利要求3所述的一种小型固体火箭发动机的前连接结构，其特征在于，所述楔块（3）和补偿块（7）上均设有通孔（8）。5.根据权利要求1所述的一种小型固体火箭发动机的前连接结构，其特征在于，所述楔块（3）选用超高强钢，表面硬化处理。6.根据权利要求1~5任一项所述的一种小型固体火箭发动机的前连接结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在筒体连接段（1）内侧和封头连接段（2）外侧分别加工内凹槽（101）和外凹槽（202），筒体连接段（1）外侧加工与内凹槽（101）连通的安装孔（102），安装孔（102）与内凹槽（101）的宽度一致；步骤二、在筒体连接段（1）或封头连接段（2）外侧安装限位装置，然后将筒体连接段（1）套装在封头连接段（2）外侧，直至移动至限位装置位置，停止移动，此时内凹槽（101）和外凹槽（202）对齐合拢形成腔体；步骤三、将楔块（3）从安装孔（102）放入腔体中，拨动楔块（3）在腔体中移动，依次完成楔块（3）的填装；步骤四、通过安装孔（102）填装挡块（4），挡块（4）与楔块（3）进行周向配合，在两组挡块（4），之间填充补偿块（7）进行补偿限位，最后安装盖板（5），通过螺钉（6）将盖板（5）与挡块（4）进行连接。

技术总结
本发明提供一种小型固体火箭发动机的前连接结构，该连接结构包括设置在筒体连接段内侧的内凹槽和设置在封头连接段外侧的外凹槽，内凹槽和外凹槽合拢形成腔体，筒体连接段的筒壁上设有与内凹槽连通的安装孔，腔体内设有若干楔块，楔块对应的圆弧角度小于安装孔对应的圆弧角度，安装孔位置设有挡块，挡块与楔块周向配合，挡块外侧设有盖板，盖板与挡块通过螺钉连接。该连接结构针对自由装填式高压强小型固体火箭发动机提供连接结构，空间利用率高，有利于提高发动机性能。有利于提高发动机性能。有利于提高发动机性能。


技术研发人员：董杨洋 陈曦 吕磊 吴斌 史丰雨 钟勇杰 刘浚榕 曹本钊 曾金桥 李洋 蓝秭婷 李明明
受保护的技术使用者：湖北三江航天江河化工科技有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/4/12