本發(fā)明涉及航空航天，尤其是涉及一種擴壓器及燃氣冷卻裝置。

背景技術(shù)：

1、在研制新型姿軌控火箭發(fā)動機時，確定火箭發(fā)動機的高空特性是發(fā)動機地面試車時的重要任務(wù)之一?；鸺l(fā)動機的推力隨著高度的升高不斷增大，直到在真空環(huán)境中達到最大推力，姿軌控火箭發(fā)動機工作時的環(huán)境壓強非常低，在地面試車時必須建立相應(yīng)高度下的低壓真空環(huán)境才能真實模擬火箭發(fā)動機的高空特性。為減小抽空設(shè)備的負荷，普遍采用擴壓器來建立試驗所需的低壓環(huán)境。

2、在高空模擬試驗中，擴壓器是應(yīng)用最簡單的抽氣方式，其典型結(jié)構(gòu)是在發(fā)動機噴管上套接一個超音速擴壓器。擴壓器的一端與試驗的真空艙相接，另一端與抽空設(shè)備(或大氣)相通，噴管的燃氣噴向擴壓器的入口。高速流動的燃氣對周圍的氣體有引射作用，使試驗真空艙發(fā)動機處產(chǎn)生并維持低于擴壓器出口的低壓環(huán)境。

3、然而，傳統(tǒng)的擴壓器為整體式結(jié)構(gòu)，擴壓器的一個端部安裝在真空艙的內(nèi)部，另一個端部安裝在真空艙的外部，然而，該種擴壓器只能適應(yīng)一小段范圍型號的發(fā)動機，同時，當(dāng)擴壓器的部分段損壞，需要更換整個擴壓器，導(dǎo)致增加成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種擴壓器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的擴壓器為整體式結(jié)構(gòu)，部分段損壞后，需要更換整個擴壓器導(dǎo)致成本的增加，以及整體式的擴壓器只能適應(yīng)一小段范圍型號發(fā)動機的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的的目的之二在于提供一種含有新型擴壓器的燃氣冷卻裝置。

3、為了實現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明提供了一種擴壓器，用于為發(fā)動機的真空艙提供真空環(huán)境，包括若干段首尾密封相接的擴壓器單元，所述擴壓器單元呈管狀結(jié)構(gòu)，位于兩端的所述擴壓器單元同時安裝于所述真空艙的內(nèi)部和所述真空艙的外部，位于中間位置的所述擴壓器單元安裝于所述真空艙的出口處。

4、可選地，所述擴壓器單元的外層設(shè)有夾層水冷結(jié)構(gòu)。

5、可選地，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)呈環(huán)狀體結(jié)構(gòu)，套設(shè)于所述擴壓器單元的外壁上。

6、可選地，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)螺旋狀折流板。

7、可選地，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)包括進水管道和出水管道，所述進水管道位于所述夾層水冷結(jié)構(gòu)的下方，所述出水管道位于所述夾層水冷結(jié)構(gòu)的上方。

8、可選地，所述擴壓器單元包括三段，分別為第一段擴壓器單元、第二段擴壓器單元和第三段擴壓器單元，所述第一段擴壓器單元、所述第二段擴壓器單元和所述第三段擴壓器單元順次首尾密封相接，所述第一段擴壓器單元位于所述真空艙的內(nèi)部，所述第二段擴壓器單元位于所述真空艙的出口處，所述第三段擴壓器單元位于所述真空艙的外部。

9、可選地，所述第一段擴壓器單元呈柱狀體或者錐狀體，與所述第二段擴壓器單元活套法蘭連接。

10、可選地，所述第一段擴壓器單元和所述第三段擴壓器單元的夾層水冷結(jié)構(gòu)均呈單層，所述第二段擴壓器單元的夾層水冷結(jié)構(gòu)為雙層。

11、可選地，所述第三段擴壓器單元的側(cè)壁呈波紋狀。

12、為了實現(xiàn)上述目的之二，本發(fā)明提供了一種燃氣冷卻裝置，包括上述任一所述的擴壓器，還包括燃氣冷卻器，所述擴壓器的尾端與所述燃氣冷卻器的首端連接并連通。

13、本發(fā)明提供的擴壓器，具有以下技術(shù)效果：

14、該種擴壓器，主要由若干段首尾密封相接的擴壓器單元構(gòu)成，其能夠為發(fā)動機的真空艙提供真空環(huán)境，擴壓器單元呈管狀結(jié)構(gòu)，燃氣被噴射至擴壓器單元時，真空艙的壓強減小，實現(xiàn)真空環(huán)境，位于兩端的擴壓器單元同時安裝于真空艙的內(nèi)部和真空艙的外部，位于中間位置的擴壓器單元安裝于真空艙的出口處，這樣能夠根據(jù)需要更換不同段的擴壓器單元，位于真空艙內(nèi)不同的擴壓器單元能夠適應(yīng)不同型號的發(fā)動機，并且任何一段擴壓器單元發(fā)生損壞，還能夠及時單獨更換，既能夠充分利用真空艙及其過艙法蘭狹小的空間，還能夠降低擴壓器的成本。

技術(shù)特征：

1.一種擴壓器，用于為發(fā)動機的真空艙提供真空環(huán)境，其特征在于，包括若干段首尾密封相接的擴壓器單元，所述擴壓器單元呈管狀結(jié)構(gòu)，位于兩端的所述擴壓器單元同時安裝于所述真空艙的內(nèi)部和所述真空艙的外部，位于中間位置的所述擴壓器單元安裝于所述真空艙的出口處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴壓器，其特征在于，所述擴壓器單元的外層設(shè)有夾層水冷結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴壓器，其特征在于，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)呈環(huán)狀體結(jié)構(gòu)，套設(shè)于所述擴壓器單元的外壁上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴壓器，其特征在于，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)螺旋狀折流板。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴壓器，其特征在于，所述夾層水冷結(jié)構(gòu)包括進水管道和出水管道，所述進水管道位于所述夾層水冷結(jié)構(gòu)的下方，所述出水管道位于所述夾層水冷結(jié)構(gòu)的上方。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴壓器，其特征在于，所述擴壓器單元包括三段，分別為第一段擴壓器單元、第二段擴壓器單元和第三段擴壓器單元，所述第一段擴壓器單元、所述第二段擴壓器單元和所述第三段擴壓器單元順次首尾密封相接，所述第一段擴壓器單元位于所述真空艙的內(nèi)部，所述第二段擴壓器單元位于所述真空艙的出口處，所述第三段擴壓器單元位于所述真空艙的外部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴壓器，其特征在于，所述第一段擴壓器單元呈柱狀體或者錐狀體，與所述第二段擴壓器單元活套法蘭連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴壓器，其特征在于，所述第一段擴壓器單元和所述第三段擴壓器單元的夾層水冷結(jié)構(gòu)均呈單層，所述第二段擴壓器單元的夾層水冷結(jié)構(gòu)為雙層。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴壓器，其特征在于，所述第三段擴壓器單元的側(cè)壁呈波紋狀。

10.一種燃氣冷卻裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一所述的擴壓器，還包括燃氣冷卻器，所述擴壓器的尾端與所述燃氣冷卻器的首端連接并連通。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種擴壓器及燃氣冷卻裝置，涉及航空航天技術(shù)領(lǐng)域，該種擴壓器，主要由若干段首尾密封相接的擴壓器單元構(gòu)成，其能夠為發(fā)動機的真空艙提供真空環(huán)境，擴壓器單元呈管狀結(jié)構(gòu)，燃氣被噴射至擴壓器單元時，真空艙的壓強減小，實現(xiàn)真空環(huán)境，位于兩端的擴壓器單元同時安裝于真空艙的內(nèi)部和真空艙的外部，位于中間位置的擴壓器單元安裝于真空艙的出口處，這樣能夠根據(jù)需要更換不同段的擴壓器單元，位于真空艙內(nèi)不同的擴壓器單元能夠適應(yīng)不同范圍型號的發(fā)動機，并且任何一段擴壓器單元發(fā)生損壞，還能夠及時單獨更換，既能夠充分利用真空艙及其過艙法蘭狹小的空間，還能夠降低擴壓器的成本。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇佳麗,劉奎芹,徐鑫,張海棟,石奇玉,李斌,徐勇,高東衛(wèi),張占儒,吳建
受保護的技術(shù)使用者：北京航天試驗技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6