一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管的制作方法

本发明涉及一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，属于固体火箭发动机领域。

背景技术：

1、在固体火箭发动机领域，直列式发火装置用于引燃发动机点火装置，为新一代安全发火装置，具有电子安全保险和火工品本质安全双重安保机构。对于单室双推力或者多脉冲等发动机，通常需要开展中部发火或者点火，因此需要将直列式发火装置中的冲击片发火管内埋于发动机燃烧室。内埋点火方案要求冲击片发火管结构尺寸小，并且在发动机燃烧室高温(不低于2500k)环境下能够完全烧蚀，确保不会产生固体飞出物对喷管造成堵塞或者损伤，进而不会影响发动机内弹道性能。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，通过结构设计及原材料设计，解决冲击片发火管体积大、烧蚀不完全的问题，提升了安全性和可靠性。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，包括外壳、玻璃烧结座、集成爆炸箔芯片、初级hns-iv药柱、初级药柱定位环、封口铝箔片、次级bpn药柱和绝缘垫片；

4、所述外壳为铝合金材质，内腔装有玻璃烧结座、集成爆炸箔芯片、初级hns-iv药柱、初级药柱定位环、封口铝箔片、次级bpn药柱和绝缘垫片；

5、所述玻璃烧结座包括玻璃主体及两根导电插针，通过烧结工艺制备；

6、所述集成爆炸箔芯片固定在两根导电插针之间，通过芯片焊盘和两根导电插针连接，实现电气导通；

7、所述初级hns-iv药柱放置在初级药柱定位环中，初级药柱定位环位于集成爆炸箔芯片上表面；

8、所述次级bpn药柱位于初级药柱定位环的上方；

9、所述封口铝箔片用于对发火管输出口进行封口；

10、所述绝缘垫片环向包裹插针，使插针之间以及插针与外壳之间电气绝缘。

11、进一步地，在两个导电插针头部各切割一个半圆形台阶，集成爆炸箔芯片固定在两个半圆形台阶上。

12、进一步地，所述初级药柱定位环设有hns-iv药柱爆轰衰减通道，位于初级hns-iv药柱正上方，爆轰波衰减距离为0.5mm～5mm，实现hns-iv药柱对bpn药柱的冲击转燃烧过程。

13、进一步地，所述次级bpn药柱作为输出药柱，为中空圆柱形状，消除因初级hns-iv药柱爆轰引起的冲击压力对结构完整性的影响。

14、进一步地，外壳内壁采用锥度和止口限位设计，避免冲击导致玻璃烧结座反向尾部脱落。

15、进一步地，外壳外壁设有螺纹，使发火管固定在点火装置中。

16、进一步地，通过金线键合或者焊接工艺，实现芯片焊盘和两根导电插针的电连接。

17、进一步地，外壳采用铝合金棒材。

18、进一步地，在发火管尾部注入电气及结构性能优良的灌封胶，室温固化。

19、进一步地，冲击片发火管工作流程如下：两根导电插针接收脉冲高压能量，集成爆炸箔芯片输出高速飞片，冲击起爆初级hns-iv药柱，爆轰波衰减后冲击引燃次级bpn药柱，最终点燃发动机主装药。

20、本发明与现有技术相比的优点在于：

21、(1)本发明设计了一种可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，相较现有产品，本发明冲击片发火管采用的原材料能够完全烧蚀，避免堵塞或者损伤发动机喷管。

22、(2)本发明设计了“冲击-爆轰-爆燃”传火序列，代替现有“冲击-燃烧”序列，充分利用了小尺寸薄飞片的短脉冲冲击能量，从火工品角度本质上提升了产品的安全性和可靠性。

23、(3)本发明的外壳内部采用锥度和止口限位设计，避免冲击过程导致烧结座脱落，充分利用初级hns-iv药柱爆轰能量，并且保证次级bpn药柱的燃烧火焰从头部而不是尾部输出。

24、(4)本发明的外壳外部设计安装螺纹，有利于冲击片发火管固定在点火装置中。

技术特征：

1.一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，包括外壳、玻璃烧结座、集成爆炸箔芯片、初级hns-iv药柱、初级药柱定位环、封口铝箔片、次级bpn药柱和绝缘垫片；

2.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，在两个导电插针头部各切割一个半圆形台阶，集成爆炸箔芯片固定在两个半圆形台阶上。

3.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，所述初级药柱定位环设有hns-iv药柱爆轰衰减通道，位于初级hns-iv药柱正上方，爆轰波衰减距离为0.5mm～5mm，实现hns-iv药柱对bpn药柱的冲击转燃烧过程。

4.根据权利要求1或3所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，所述次级bpn药柱作为输出药柱，为中空圆柱形状，消除因初级hns-iv药柱爆轰引起的冲击压力对结构完整性的影响。

5.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，外壳内壁采用锥度和止口限位设计，避免冲击导致玻璃烧结座反向尾部脱落。

6.根据权利要求1或5所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，外壳外壁设有螺纹，使发火管固定在点火装置中。

7.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，通过金线键合或者焊接工艺，实现芯片焊盘和两根导电插针的电连接。

8.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，外壳采用铝合金棒材。

9.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，在发火管尾部注入电气及结构性能优良的灌封胶，室温固化。

10.根据权利要求1所述的固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，其特征在于，冲击片发火管工作流程如下：两根导电插针接收脉冲高压能量，集成爆炸箔芯片输出高速飞片，冲击起爆初级hns-iv药柱，爆轰波衰减后冲击引燃次级bpn药柱，最终点燃发动机主装药。

技术总结
本发明公开了一种固体发动机用可完全烧蚀内埋式冲击片发火管，属固体火箭发动机设计领域。发火管包括外壳、玻璃烧结座、集成爆炸箔芯片、初级HNS‑IV药柱、初级药柱定位环、封口铝箔片、次级BPN药柱和绝缘垫片，玻璃烧结座上的插针接收脉冲高压能量后，集成爆炸箔芯片工作并输出高速飞片，冲击起爆HNS‑IV药柱，爆轰波衰减后冲击引燃BPN药柱，最终点燃发动机主装药。本发明设计了“冲击‑爆轰‑爆燃”传火序列，充分利用小尺寸薄飞片的短脉冲冲击能量，提升了产品的安全性和可靠性，同时原材料能够完全烧蚀，避免堵塞或者损伤发动机喷管，因此作用后不会影响发动机内弹道性能。

技术研发人员：杨智,韩书锋,王玉强,刘钧,湛赞,张秋,王一飞,李姝妍,杜晋龙,黎浩学,张志超
受保护的技术使用者：西安航天动力技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20