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无氰、环保电刷镀系列

FJY无氰电刷镀金技术在航天科技进步中的助力作用

发布时间:2021-02-03 09:52:56    来源:费敬银原创

FJY电刷镀技术在航天发动机研制过程中的历史印迹


费敬银

西北工业大学 710072

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摘要

采用FJY电刷镀无氰金技术,在活塞式液氧泵表面镀覆具有减摩、密封功能的金层,可显著提高航天液氧-煤油发动机的使用寿命。测试结果表明,其抗磨损性是进口XX样件的3倍以上

关键词:镀金 航天发动机 液体火箭 FJY电刷镀 液氧煤油 推进剂 无氰镀金

 

一、液体航天发动机

航天发动机的工作原理与喷气式飞机发动机相似。在喷气飞机发动机中,利用大气层中的含氧空气与所其携带的燃油,以内燃机的工作方式燃烧,产生高温气体推动涡轮形成高速气流产生推力。

因太空中没有氧气,所以,航天发动机只能依靠自身携带的氧化剂和燃料(统称为推进剂)发生反应产生高温、高压气体,利用喷出气体的反冲力推动航天器飞行。

推进剂为液体的航天发动机称为液体发动机。常用的液体氧化剂包括液态氧、四氧化二氮等;常用的液态燃料包括液氢、偏二甲肼、煤油等。液体氧化剂、燃料分别贮存在完全隔离的贮箱中。

液体推进剂的供给方式分两类:挤压式和泵压式。

1、挤压式:用高压气体把推进剂从贮箱挤入推力室。早期小推力发动机多采用挤压式供给方式。

2、泵压式:用泵将推进剂从贮箱输送到推力室。对于推力大、总冲量需求高(即大推力、远距离太空飞行发动机的航天发动机,常用泵压式推进剂供给方式

 

二、液氧-煤油发动机

以液态氧为氧化剂、液态煤油为燃料的航天发动机简称为液氧煤油发动机。这类发动机的突出特点是推力巨大,总冲量高,推进剂本身及其燃烧后的产物基本无害。我国研制成功的具有自主知识产权的中国第一代120吨级高压补燃(又称分级燃烧循环)火箭,采用的就是液氧煤油发动机火箭推进技术。

在液氧煤油发动机中,推进剂的供给方式为泵压式——活塞式泵压机构。

活塞式高压液氧泵的特性优劣是决定泵压式液体推进剂供给系统性能高低的关键

 

三、FJY无氰电刷镀金技术在活塞式液氧泵研制中的作用

活塞式液氧泵的作用原理类似于液压油缸。在液压油缸中,密封环寿命的长短决定着油缸一次使用寿命的长短。密封环一旦磨损失效,必须更换新的密封环才能保证油缸重新正常工作。

液氧泵与液压油缸的主要差别在于,在液氧煤油发动机的液氧泵中,密封环与活塞体不是分离的物件,而是集成在一起的。利用金属活塞的弹性张力提供类似于活塞环的张紧功能,通过在弹性金属张紧接触面上镀金,赋予液氧泵以密封性能。

采用电刷镀的方法,在航天发动机活塞式液氧泵的密封表面进行镀金加工,实现了航天关键技术国产化的战略目标。试车结果表明,无氰镀金环的耐磨性超过XX斯进口样件3倍以上。

与常用镀金技术不同,在FJY无氰电刷镀金液,使用不含氰根的具有多配体特征、无毒的金离子络合剂制备出本质无氰的环保型无氰镀金液。

关于FJY无氰镀金技术的其它应用,将另外行文,敬请关注。

航天发动机无氰镀金应用(刷镀网,21-02-03)1.jpg航天发动机液氧泵FJY电刷镀金

 

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