本发明涉及一种高可靠性多层复合材料喷管，属于发动机技术领域。
背景技术：
随着火箭发动机射程要求的增加，对发动机主要部件喷管的要求也越来越高，传统的单层热防护结构喷管已经无法满足长工作时间、高能量推进剂的恶劣工作环境，所以大扩张比、多层热防护的复合结构喷管成为设计趋势，而热防护层越多、结构越复杂，往往带来喷管加工、工作及贮存过程中的质量和可靠性问题。复合结构喷管一般主要由喷管前、后段组成，喷管前、后段分别由前、后段金属壳体和双层复合材料内衬组成，双层复合材料内衬分两层两次模压于前、后段金属壳体，然而双层复合材料内衬与金属壳体的结合能力较差，特别是双层复合材料内衬与后段金属壳体之间，在发动机工作过程中，受到轴向向后巨大燃气推力时，由于内衬向后没有金属壳体进行支撑，会使内衬从后段金属壳体上剥离，无法完成既定技术指标的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决传统复合结构喷管的后段在发动机工作时，会发生内衬提前与后段金属壳体剥离的问题，而提供一种高可靠性多层复合材料喷管。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种高可靠性多层复合材料喷管，包括前后螺纹对接的前段金属壳体和后段金属壳体、分两层两次模压于所述前段金属壳体锥形内壁的前段隔热内衬和前段耐冲刷内衬、分两层两次模压于所述后段金属壳体锥形内壁的后段隔热内衬和后段耐冲刷内衬，以及粘固在所述前段金属壳体与所述后段金属壳体对接处内侧的喉衬；
所述后段金属壳体锥形内壁的前端设有一个环形定位台，所述环形定位台的内表面为向后扩张的锥面；模压固定所述后段隔热内衬时，所述后段隔热内衬的前端外壁压接在所述后段金属壳体锥形内壁前端环形定位台的内锥面上；所述后段金属壳体锥形内壁的后端设有一个环形挡台；模压固定所述后段耐冲刷内衬时，所述后段金属壳体锥形内壁后端环形挡台压入所述后段耐冲刷内衬的后端面。
所述环形定位台的后端与所述后段金属壳体锥形内壁之间通过弧面过渡；所述环形定位台内锥面的角度为5～10度，优选为5度，该结构避免双层内衬在模压过程中因产生应力集中导致内部产生裂纹。
所述环形挡台的前端面上沿为阶梯面，且所述环形挡台前端面上沿阶梯面的各个阶梯处均为弧面过渡。
所述后段隔热内衬的外壁设有轴向均布环形定位槽，模压固定所述后段耐冲刷内衬时，所述后段耐冲刷内衬的内壁压入所述后段隔热内衬外壁的环形定位槽内，用以加强所述后段隔热内衬与后段耐冲刷内衬之间的轴向结合力。
所述前段金属壳体和所述后段金属壳体锥形侧壁上均开有定位孔，用以加强所述前段金属壳体和所述后段金属壳体与内侧内衬之间的轴向结合力。
有益效果
本发明的多层复合材料喷管，在不降低产品功能、性能的前提下，能改善双层复合内衬模压工艺性，提高加工质量，保证金属壳体与双层复合材料内衬的轴向结合力，避免双层复合材料内衬在发动机工作过程被提前剥离，提高了发动机工作可靠性。
附图说明
图1是本发明多层复合材料喷管的结构示意图；
图2是本发明多层复合材料喷管中喷管后段的结构示意图；
图3是本发明多层复合材料喷管中喷管后段的前端局部放大图；
图4是本发明多层复合材料喷管中喷管后段的后端局部放大图；
图中，1-前段金属壳体；2-前段隔热内衬；3-前段耐冲刷内衬；4-喉衬；5-后段金属壳体；6-后段隔热内衬；7-后段耐冲刷内衬。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。
实施例
如图1所示，本发明的一种高可靠性多层复合材料喷管，包括前后螺纹对接的前段金属壳体1和后段金属壳体5、分两层两次模压于所述前段金属壳体1锥形内壁的前段隔热内衬2和前段耐冲刷内衬3、分两层两次模压于所述后段金属壳体5锥形内壁的后段隔热内衬6和后段耐冲刷内衬7，以及粘固在所述前段金属壳体1与所述后段金属壳体5对接处内侧的喉衬4；
喷管后段的结构示意图如图2-4所示；
所述后段金属壳体5锥形内壁的前端设有一个环形定位台，所述环形定位台的内表面为向后扩张的锥面，所述环形定位台的后端与所述后段金属壳体5锥形内壁之间通过弧面过渡；所述环形定位台内锥面的角度为5度；模压固定所述后段隔热内衬6时，所述后段隔热内衬6的前端外壁压接在所述后段金属壳体5锥形内壁前端环形定位台的内锥面上，如图3所示；所述后段金属壳体5锥形内壁的后端设有一个环形挡台；所述环形挡台的前端面上沿为阶梯面，且所述环形挡台前端面上沿阶梯面的各个阶梯处均为弧面过渡；模压固定所述后段耐冲刷内衬7时，所述后段金属壳体5锥形内壁后端环形挡台压入所述后段耐冲刷内衬7的后端面，如图4所示。
所述后段隔热内衬6的外壁设有轴向均布环形定位槽，模压固定所述后段耐冲刷内衬7时，所述后段耐冲刷内衬7的内壁压入所述后段隔热内衬6外壁的环形定位槽内，用以加强所述后段隔热内衬6与后段耐冲刷内衬7之间的轴向结合力。
所述前段金属壳体1和所述后段金属壳体5锥形侧壁上均开有定位孔，用以加强所述前段金属壳体1和所述后段金属壳体5与内侧内衬之间的轴向结合力。
1.一种高可靠性多层复合材料喷管，包括前后螺纹对接的前段金属壳体和后段金属壳体、分两层两次模压于所述前段金属壳体锥形内壁的前段隔热内衬和前段耐冲刷内衬、分两层两次模压于所述后段金属壳体锥形内壁的后段隔热内衬和后段耐冲刷内衬，以及粘固在所述前段金属壳体与所述后段金属壳体对接处内侧的喉衬；其特征是：
所述后段金属壳体锥形内壁的前端设有一个环形定位台，所述环形定位台的内表面为向后扩张的锥面；模压固定所述后段隔热内衬时，所述后段隔热内衬的前端外壁压接在所述后段金属壳体锥形内壁前端环形定位台的内锥面上；所述后段金属壳体锥形内壁的后端设有一个环形挡台；模压固定所述后段耐冲刷内衬时，所述后段金属壳体锥形内壁后端环形挡台压入所述后段耐冲刷内衬的后端面。
2.如权利要求1所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述环形定位台的后端与所述后段金属壳体锥形内壁之间通过弧面过渡。
3.如权利要求1所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述环形定位台内锥面的角度为5～10度。
4.如权利要求1所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述环形定位台内锥面的角度为5度。
5.如权利要求1所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述环形挡台的前端面上沿为阶梯面。
6.如权利要求5所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述环形挡台前端面上沿阶梯面的各个阶梯处均为弧面过渡。
7.如权利要求1所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述后段隔热内衬的外壁设有轴向均布环形定位槽，模压固定所述后段耐冲刷内衬时，所述后段耐冲刷内衬的内壁压入所述后段隔热内衬外壁的环形定位槽内。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的一种高可靠性多层复合材料喷管，其特征是：所述前段金属壳体和所述后段金属壳体锥形侧壁上均开有定位孔。
技术总结