小型固体燃料火箭发动机结构设计

该火箭发动机结构主要面向小型模型火箭、业余探空火箭以及高校航天类竞赛参赛作品的动力单元设计场景，可直接适配箭体直径匹配的小型火箭平台，为箭体升空提供稳定的推力输出。从结构组成来看，整体采用圆柱形燃烧室主体设计，前端设置燃料装填与密封端盖，端盖通过周向均布的紧固件实现与燃烧室壳体的刚性连接，保证燃料燃烧过程中腔体内的高压燃气不会从前端发生泄漏，端盖位置预留了点火装置的安装接口，可适配常规的电点火头安装需求，点火线路可沿箭体内部走线至控制舱段，无需额外在壳体上开孔破坏结构强度。燃烧室尾部衔接收敛-扩张型拉瓦尔喷管，喷管与壳体采用同轴定位安装，通过端面密封结构保证燃气全部从喷管喉部加速喷出，喷管的收敛段与扩张段型线经过平滑过渡处理，可减少燃气流动过程中的紊流损失，提升推力转化效率。

设计过程中优先考虑了装配的便捷性，周向布置的紧固件均采用标准外六角紧固件，装配时无需特殊定制工具，使用常规扳手即可完成整机的拆装与燃料更换，适合模型类产品反复测试、多次装填使用的需求。壳体外壁的紧固件安装座做了局部加厚处理，避免螺纹孔位置在反复拆装过程中出现滑牙、壳体开裂等问题，同时加厚的安装座也可作为箭体连接的定位支点，可直接通过卡箍或者连接片将发动机固定在箭体内部的安装支架上，无需额外设计复杂的转接结构。

从安装边界来看，整机为回转体结构，最大外径位于燃烧室主体段，安装时需保证箭体内腔直径略大于壳体外径，预留0.5-1mm的装配间隙即可完成穿装，轴向安装长度可根据箭体内部舱段的布局调整固定卡箍的位置，喷管出口端需伸出箭体尾端面一定距离，避免高温燃气直接冲刷箭体尾部结构造成烧蚀。结构设计时充分考虑了工作过程中的受力特性，燃烧室壳体可承受固体燃料燃烧时产生的瞬时高压，壁厚经过校核可满足常规小型模型火箭燃料的工作压力需求，不会工作过程中出现壳体变形、爆裂等安全问题。喷管位置采用耐高温结构设计，可承受短时间内高温燃气的冲刷，满足单次工作数十秒的使用需求，适配模型火箭升空阶段的动力输出时长要求。