火箭燃料喷射用液气喷射器结构设计

在航天推进系统的燃料供给支路中，液气喷射器是实现液态燃料与气态氧化剂精准预混、稳定喷注的核心部件，其工作状态直接决定燃烧室的燃烧效率与推力输出稳定性，同时在地面试验台的流体配比工位、工业燃烧器的介质混输环节，这类喷射装置也承担着多相流均匀掺混、定向输送的功能。从结构设计逻辑来看，该喷射器采用同轴嵌套的流道布局，中心流道适配液态燃料的高压输送，环形外围流道预留气态介质的通入空间，出口端设置渐缩型喷口结构，通过流道截面的连续变化实现流体增速，同时在两种介质的交汇区域设计了旋流导向结构，让气态介质以旋流状态包裹液态介质射出，强化液滴的剪切破碎效果，避免液态燃料在喷口处结焦堵塞，保障不同工况下的喷射均匀度。在安装边界的考量上，该喷射器的入口端采用标准法兰连接结构，可直接匹配现有燃料供给管路的接口尺寸，整体轴向长度控制在适配燃烧室喷注面板安装位的范围内，径向最大尺寸预留了足够的安装操作空间，无需对现有安装基座做额外改造即可完成装配，喷口端面与燃烧室内壁的距离经过参数校核，既能够保证燃料喷入后的雾化行程满足混合要求，又不会因为伸入过长受到高温燃气的持续烧蚀。从功能特性层面来说，该结构可适配宽范围的液气压力差工况，当液态燃料输送压力在合理区间波动时，旋流结构的自调节特性可维持稳定的喷射锥角，避免出现偏喷、液滴团聚等问题，流道内壁做了光滑过渡处理，不存在直角突变的结构，减少流体在流道内部的阻力损失，同时降低介质残留引发的流道堵塞风险。在实际建模过程中，对各部件的配合公差做了对应预留，喷射芯与外壳的配合面采用间隙配合设计，既保证装配便利性，又可避免高压工况下出现介质串漏，喷口处的壁厚经过强度校核，可承受介质高速冲刷带来的磨损，同时兼顾轻量化要求，整体结构无冗余设计，所有外部结构均考虑了实际加工的工艺可行性，不存在无法铣削、钻孔的封闭死角，可直接用于后续的工程样机加工与性能测试。