本發(fā)明涉及噴射器領(lǐng)域，具體涉及一種用于在空間環(huán)境中生成低速煙幕的撞擊反射式噴射器。

背景技術(shù)：

空間環(huán)境指航天器在外層空間飛行時所處的環(huán)境條件。

煙幕是由在空中懸浮的大量細(xì)小物質(zhì)微粒組成的，通過釋放煙幕可實現(xiàn)對光電探測系統(tǒng)的干擾來達(dá)到掩護(hù)目標(biāo)的目的，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和較高的實用性，這也是大氣環(huán)境中開展目標(biāo)掩護(hù)作戰(zhàn)的有效手段。煙幕的氣動噴撒是以氣體為動力源進(jìn)行煙幕粒子分散的過程。在氣流的強(qiáng)烈擾動作用下，煙幕粒子獲得一定速度，并隨氣流在一定距離外形成煙幕云團(tuán)。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種大氣環(huán)境中生成低速煙幕的方法，通過呈一定角度的雙噴嘴噴撒煙幕粒子的相互撞擊，實現(xiàn)煙幕粒子均勻分散(劉國生，關(guān)華，宋東明，侯偉，張祺祺.雙噴嘴氣動噴撒煙幕粒子的撞擊成煙特性[j].火工品，(2014)03-0001-05)。在大氣環(huán)境下，煙幕粒子的飛行速度由于受空氣阻力的作用而逐漸降低，比較容易形成低速煙幕，只要對用于輸送煙幕粒子的氣體的量進(jìn)行控制即可。

但是在空間環(huán)境中，由于掩護(hù)目標(biāo)處于高度真空條件，噴射件噴嘴出口的壓力近似為零，無論如何控制輸送煙幕粒子的氣體壓力，最終噴出的氣流速度均會達(dá)到音速以上且在噴出后無法減速，因此夾雜于氣流之中的煙幕粒子的速度也非常高且無法控制。煙幕生成速度高且無法減速也就意味著其消散速度高，因此為了達(dá)到相同的目標(biāo)掩護(hù)時間，需要噴撒煙幕與輔助氣體的耗量也就更大，進(jìn)而，系統(tǒng)需要更大的煙幕顆粒與輔助氣體攜帶質(zhì)量(發(fā)射入軌成本高)、自身結(jié)構(gòu)尺寸大(需掩護(hù)的目標(biāo)體積大)，導(dǎo)致空間環(huán)境下目標(biāo)通過煙幕掩護(hù)的經(jīng)濟(jì)性很差。

此外，現(xiàn)有技術(shù)的噴射件或方法產(chǎn)生的煙幕擴(kuò)散范圍(即煙幕擴(kuò)散角度)難以控制，為了達(dá)到預(yù)定的遮蔽效果，必須增大煙幕材料的消耗量，生成有效煙幕的效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于在空間環(huán)境中生成低速煙幕的撞擊反射式噴射器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的空間環(huán)境中生成煙幕的速度較快及煙幕擴(kuò)散范圍難以控制的技術(shù)問題。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是提供一種用于在空間環(huán)境中生成低速煙幕的撞擊反射式噴射器，包括混合室、噴射件和擴(kuò)張件，

其中，所述混合室包括開設(shè)在所述混合室外壁上且位于同側(cè)的一個混合室出口和多個混合室入口，所述多個混合室入口相對于所述混合室出口的中心軸線沿圓周方向均勻分布；

噴射件與混合室入口數(shù)量相同，每一個噴射件的一端均密封地穿過相應(yīng)的混合室入口并且插入所述混合室的內(nèi)腔中，每一個噴射件的另一端均與外部用于供應(yīng)煙幕粒子與氣體的混合物的供應(yīng)系統(tǒng)連接，所述噴射件的中心軸線在所述混合室的內(nèi)腔中相交于一點(diǎn)；

所述擴(kuò)張件包括與所述混合室出口連接的頸部和從所述頸部向外擴(kuò)張的擴(kuò)張部。所述多個噴射件將煙幕粒子與氣體的混合物噴射到混合室的空腔中并使所述混合物通過多次撞擊混合室的內(nèi)壁而進(jìn)行參混并同時減小煙幕粒子的動能，隨后已參混的混合物經(jīng)由混合室出口噴出并且沿著錐形擴(kuò)張件向外擴(kuò)散。

具體地說，所述噴射件包括按照噴射方向依次連接的轉(zhuǎn)接頭、噴嘴座、噴嘴墊片以及噴嘴；所述噴嘴座通過所述噴嘴墊片固定密封在所述混合室入口上；所述噴嘴位于所述混合室的內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)接頭位于所述混合室外部并且連接至外部供應(yīng)系統(tǒng)。

所述混合室可以是鑄造成型的一體式結(jié)構(gòu)。此外，為了便于進(jìn)行內(nèi)部清理，所述混合室可以是分體式結(jié)構(gòu)，包括混合室前部腔體和混合室后部腔體，所述混合室前部腔體和混合室后部腔體通過螺紋緊固件連接。

為了進(jìn)一步的確保所述混合室前部腔體與所述混合室后部腔體之間的密封性，在混合室前部腔體與混合室后部腔體之間設(shè)置有混合室墊片。

上述多個混合室入口的數(shù)量為2個至8個。

此外，根據(jù)多次試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述噴射件噴嘴的孔徑與混合室內(nèi)腔直徑的比值為0.01～0.08，混合室出口直徑與混合室內(nèi)腔直徑的比值為0.2～0.4，噴嘴伸入混合室內(nèi)腔的長度與混合室內(nèi)腔直徑的比值為0～0.2時，能夠有效地保證煙幕粒子與氣體的混合物在噴射器內(nèi)的均勻參混。

另外，混合室入口的中心軸線與混合室出口的中心軸線的夾角在30°～60°之間，以防止噴射到混合室中的煙幕粒子未經(jīng)碰撞直接從混合室出口噴出，從而有效地抑制煙幕粒子的噴射速度。

擴(kuò)張件的擴(kuò)張角在15°～60°之間，以有效地控制生成的煙幕的擴(kuò)散角，使煙幕的擴(kuò)散角與擴(kuò)張件的擴(kuò)張角一致。

噴射件、混合室和擴(kuò)張件的內(nèi)表面粗糙度均小于1.6，以有效地抑制煙幕粒子對噴射器內(nèi)壁的吸附，防止煙幕粒子的無用消耗，從而提高生成煙幕的效率。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明的用于在空間環(huán)境中生成低速煙幕的撞擊反射式噴射器通過設(shè)置混合室，使從噴射件噴出的煙幕粒子與氣體組成的氣固兩相流在混合室內(nèi)壁上進(jìn)行多次碰撞，一方面使得煙幕粒子與氣體的參混更加均勻，另一方面減小了煙幕粒子的動能，從而能夠有效地形成低速均勻的煙幕，改善煙幕的遮蔽效果。

2.通過設(shè)置擴(kuò)張件，使得在混合室中均勻參混的氣固兩相流沿著擴(kuò)張件的擴(kuò)張角范圍進(jìn)行擴(kuò)散，從而可以有效地控制煙幕擴(kuò)散的范圍，減小煙幕材料的浪費(fèi)，提高煙幕材料的利用效率。

3.噴射件、混合室和擴(kuò)張件的內(nèi)表面粗糙度均小于1.6，能夠有效地抑制煙幕粒子對噴射器內(nèi)壁的吸附，防止煙幕粒子的無用消耗，從而提高生成煙幕的效率。

4.混合室入口的中心軸線與混合室出口的中心軸線的夾角在30°～60°之間，能夠防止噴射到混合室中的煙幕粒子未經(jīng)碰撞直接從混合室出口噴出，從而有效地抑制煙幕粒子的噴射速度。

5.混合室可以是分體式結(jié)構(gòu)，以便于進(jìn)行拆卸和內(nèi)部清理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為噴射件的剖視圖；

圖3為本發(fā)明的尺寸標(biāo)記示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

1：混合室；2：擴(kuò)張件；3：噴射件；4：混合室入口；5：混合室出口；6：混合室前部腔體；7：混合室后部腔體；8：混合室墊片；9：噴嘴；10：噴嘴墊片；11：噴嘴座；12：轉(zhuǎn)接頭

具體實施方式

下面將參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

根據(jù)本發(fā)明的用于在空間環(huán)境中生成低速煙幕的撞擊反射式噴射器包括：混合室1、多個噴射件3和擴(kuò)張件2。混合室1包括開設(shè)在所述混合室1外壁上且位于同側(cè)的一個混合室出口5和多個混合室入口4，所述多個混合室入口4相對于混合室出口5的中心軸線沿圓周方向均勻分布，噴射件3與混合室入口4數(shù)量相同。如圖1中所示，噴射件3的個數(shù)為4個，相應(yīng)的，混合室入口4的個數(shù)也是4個。每一個噴射件3的一端均密封地穿過相應(yīng)的混合室入口4并且插入所述混合室1的內(nèi)腔中，每一個噴射件3的另一端均與外部用于供應(yīng)煙幕粒子與氣體的混合物的供應(yīng)系統(tǒng)連接，所述噴射件3的中心軸線在所述混合室1的內(nèi)腔中相交于一點(diǎn)，以使來自供應(yīng)系統(tǒng)的煙幕粒子與氣體的混合物通過碰撞而充分混合。擴(kuò)張件2包括與混合室出口5連接的頸部和從所述頸部向外擴(kuò)張的擴(kuò)張部。

利用該撞擊反射式噴射器，來自供應(yīng)系統(tǒng)的氣固兩相混合物通過噴射件3噴射到混合室1的空腔中。隨后，所述氣固兩相混合物在混合室空腔中通過多次撞擊混合室的內(nèi)壁而進(jìn)行參混，并且同時，煙幕粒子在多次撞擊中降低了動能，從而降低了煙幕粒子運(yùn)動的速度。最后，已參混和降速的混合物經(jīng)由混合室出口5噴出并且沿著錐形擴(kuò)張件2向外擴(kuò)散。

為了便于將噴射件3安裝到混合室1上并且便于清理混合室1的內(nèi)部空間，混合室1可以制成分體式結(jié)構(gòu)，包括混合室前部腔體6和混合室后部腔體7?；旌鲜仪安壳惑w6和混合室后部腔體7通過螺紋緊固件緊固連接以形成混合室內(nèi)腔。在需要清理混合室內(nèi)部時，只需旋開緊固件而使混合室前部腔體6與混合室后端7分離即可。混合室前部腔體6和混合室后部腔體7可以通過任何可拆卸的緊固方式連接。此外，為了保證由混合室前部腔體6和混合室后部腔體7構(gòu)成的內(nèi)腔具有足夠的密封性，在安裝時，在混合室前部腔體6與混合室后部腔體7之間設(shè)置混合室墊片8，混合室墊片8可以由任何適合的材料制成。

本發(fā)明的噴射件3可以是任何能夠噴射氣固兩相混合物的噴射件。如圖2所示，噴射件3包括按照噴射方向依次連接的轉(zhuǎn)接頭12、噴嘴座11、噴嘴墊片10以及噴嘴9。噴嘴座11通過噴嘴墊片10固定密封在混合室入口4上。噴嘴9位于混合室1的內(nèi)腔中，轉(zhuǎn)接頭12位于混合室1外部并且連接至外部供應(yīng)系統(tǒng)。

如圖3所示，為了有效地保證氣固混合物在噴射器內(nèi)的均勻參混，噴嘴9的孔徑d1與混合室內(nèi)腔的直徑c的比值d1/c為0.01～0.08，混合室出口5的直徑d2與混合室內(nèi)腔直徑c的比值d2/c為0.2～0.4，噴嘴9伸入混合室內(nèi)腔的長度l與混合室內(nèi)腔的直徑c的比值l/c為0～0.2。

混合室入口4的中心軸線與混合室出口5的中心軸線的夾角α設(shè)置在30°～60°之間，以防止噴射到混合室中的煙幕粒子未經(jīng)碰撞直接從混合室出口噴出，從而有效地抑制煙幕粒子的噴射速度。

此外，為了有效地控制生成的煙幕的擴(kuò)散角，使煙幕的擴(kuò)散角與擴(kuò)張件2的張角一致，擴(kuò)張件2的張角θ可以設(shè)置在15°～60°之間。

此外，為了有效地抑制固體顆粒對混合室1的內(nèi)壁的吸附，提高煙幕材料的利用率，混合室1、噴射件3和擴(kuò)張件2的內(nèi)表面粗糙度均小于1.6。