本發(fā)明屬于液體火箭發(fā)動機領(lǐng)域，具體地，涉及一種防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1、隨著各國對外太空的不斷積極探索和研究，來自軍事，科學(xué)和商業(yè)等各個領(lǐng)域的空間任務(wù)需求，對液體火箭單組元發(fā)動機的壽命，性能、安全可靠性以及綠色可持續(xù)性都提出了更高的要求，而液體單元發(fā)動機性能很大程度上與推進(jìn)劑種類的選擇有關(guān)。
2、近年來，氧燃一體式單組元推進(jìn)劑，如氧化亞氮基單組元復(fù)合推進(jìn)劑nofb、高能han基推進(jìn)劑等，憑借其穩(wěn)定、無毒、成本低與相容性好等特性吸引了許多國內(nèi)外研究機構(gòu)關(guān)注，但這種單組元推進(jìn)劑也存在明顯的缺點：該推進(jìn)劑中的氧化劑和燃料共存，被點燃后在孤立系統(tǒng)中仍然可以繼續(xù)燃燒，因此，在發(fā)動機啟動和運行過程中，受燃燒室和供應(yīng)系統(tǒng)壓力、推進(jìn)劑燃燒速度、推進(jìn)劑供應(yīng)速度、發(fā)動機噴注器等多因素的影響，存在推進(jìn)劑燃燒沿發(fā)動機向推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)傳遞的可能性，即發(fā)生回火，一旦發(fā)生回火，可在瞬間釋放大量的熱量和氣體，甚至引起爆炸。
3、在公告號為cn111120148b的發(fā)明專利只在噴注器出口阻火，這種阻火方式對阻火元件的要求較高，在噴注器溫度較低時容易實現(xiàn)阻火，但當(dāng)噴注器工作一段時間后，當(dāng)噴注板溫度升高時，阻火元件由于與噴注板緊密接觸，阻火元件本體溫度也會隨之升高，這時阻火元件就不一定能實現(xiàn)阻火，甚至可能會引燃推進(jìn)劑，缺乏冗余設(shè)計。目前國內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)更多類似技術(shù)的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。
4、基于現(xiàn)有的單元發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)無法徹底解決這一問題，需要研制新噴注器結(jié)構(gòu)方案消除該風(fēng)險。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)。
2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，包括：集合器1、支架2、噴注板3、毛細(xì)管4、噴注頭5；
3、所述毛細(xì)管4的一端連接在集合器1上，另一端連接在噴注板3上；所述支架2與集合器1、噴注板3連接，用于支撐連接集合器1、噴注板3；所述噴注頭5與噴注板3連接。
4、優(yōu)選地，還包括第一阻火元件6、第二阻火元件7；
5、所述第一阻火元件6、第二阻火元件7分別安裝在噴注頭5、集合器1中，形成二級阻火結(jié)構(gòu)。
6、優(yōu)選地，所述支架2和毛細(xì)管4分別與集合器1、噴注板3采用釬焊連接。
7、優(yōu)選地，所述噴注頭5與噴注板3通過釬焊、激光焊或者電子束焊的方式連接。
8、優(yōu)選地，所述毛細(xì)管4長度與孔徑比值不大于50。
9、優(yōu)選地，所述第一阻火元件6、第二阻火元件7為多層網(wǎng)、多孔金屬材料或者多孔非金屬材料，耐溫應(yīng)不低于300℃，且與所用的推進(jìn)劑相容。
10、優(yōu)選地，所述支架2靠近噴注板3的一側(cè)為薄壁多孔結(jié)構(gòu)，用于提高支架2的導(dǎo)熱熱阻，降低噴注板3向集合器1的熱傳導(dǎo)。
11、優(yōu)選地，所述噴注頭5采用具有多個噴注孔的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)噴注孔的面積控制推進(jìn)劑的噴注速度與霧化程度。
12、優(yōu)選地，當(dāng)噴注頭5處的第一阻火元件6因高溫導(dǎo)致阻火能力下降或失效時，集合器1內(nèi)的第二阻火元件7能夠獨立維持阻火功能。
13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種單組元液體火箭發(fā)動機，包括所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
15、1、本發(fā)明通過在噴注頭與集合器中安裝阻火元件，實現(xiàn)二級阻火，即便在噴注頭的阻火元件由于高溫導(dǎo)致其阻火能力下降或失效時，也能通過在集合器的阻火元件保證阻火成功。提高了單組元液體發(fā)動機噴注器的阻火能力，解決了用于某些氧燃一體單組元推進(jìn)劑的發(fā)動機噴注器易回火的問題。
16、2、本發(fā)明支架靠近噴注板的一側(cè)為薄壁多孔結(jié)構(gòu)，有效阻斷噴注板向集合器的熱傳導(dǎo)，使集合器內(nèi)第二阻火元件的工作溫度始終維持在100℃以下。
17、3、本發(fā)明噴注頭的多噴注孔結(jié)構(gòu)通過精確控制孔徑面積，優(yōu)化推進(jìn)劑噴注速度與霧化均勻性，進(jìn)一步強化系統(tǒng)防回火能力。
18、4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡要、顯著降低系統(tǒng)成本，進(jìn)一步推動了綠色高性能推進(jìn)劑的工程化應(yīng)用。
1.一種防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：集合器(1)、支架(2)、噴注板(3)、毛細(xì)管(4)、噴注頭(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第一阻火元件(6)、第二阻火元件(7)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支架(2)和毛細(xì)管(4)分別與集合器(1)、噴注板(3)采用釬焊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴注頭(5)與噴注板(3)通過釬焊、激光焊或者電子束焊的方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述毛細(xì)管(4)長度與孔徑比值不大于50。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一阻火元件(6)、第二阻火元件(7)為多層網(wǎng)、多孔金屬材料或者多孔非金屬材料，耐溫應(yīng)不低于300℃，且與所用的推進(jìn)劑相容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支架(2)靠近噴注板(3)的一側(cè)為薄壁多孔結(jié)構(gòu)，用于提高支架(2)的導(dǎo)熱熱阻，降低噴注板(3)向集合器(1)的熱傳導(dǎo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴注頭(5)采用具有多個噴注孔的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)噴注孔的面積控制推進(jìn)劑的噴注與霧化。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)噴注頭(5)處的第一阻火元件(6)因高溫導(dǎo)致阻火能力下降或失效時，集合器(1)內(nèi)的第二阻火元件(7)能夠獨立維持阻火功能。
10.一種單組元液體火箭發(fā)動機，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項所述的防回火的單組元液體發(fā)動機噴注器結(jié)構(gòu)。