[發(fā)明專利]真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氫氣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310452698.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103499020A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀碧蛟;吳靖;韓樂(lè);蔡國(guó)飆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F17D1/02
• 分類(lèi)號(hào): F17D1/02;F17D3/01;G01M9/06
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氫氣系統(tǒng)，屬于氣體壓力控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)在真空環(huán)境下工作時(shí)產(chǎn)生的羽毛狀的高速高溫噴流稱為羽流。羽流會(huì)對(duì)航天器產(chǎn)生氣動(dòng)力效應(yīng)、氣動(dòng)熱效應(yīng)、污染效應(yīng)、電磁效應(yīng)等，統(tǒng)稱為羽流效應(yīng)，羽流效應(yīng)會(huì)對(duì)航天器的飛行任務(wù)帶來(lái)影響。對(duì)羽流效應(yīng)的試驗(yàn)研究包括空間搭載試驗(yàn)和地面模擬試驗(yàn)。空間搭載試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，但試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)、次數(shù)少，獲得數(shù)據(jù)量有限。地面模擬試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)一次性投資大，單次試驗(yàn)成本低，能重復(fù)進(jìn)行不同工況和不同狀態(tài)的試驗(yàn)，獲得大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，地面模擬試驗(yàn)成為羽流效應(yīng)試驗(yàn)研究的首選。

2007年國(guó)防科工局立項(xiàng)、北京航空航天大學(xué)投建的真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)首座專門(mén)用于羽流效應(yīng)試驗(yàn)研究的地面模擬系統(tǒng)。通過(guò)使用真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)或縮比發(fā)動(dòng)機(jī)在真空艙中進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)，測(cè)量真空羽流各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行羽流效應(yīng)研究。工質(zhì)儲(chǔ)供系統(tǒng)作為構(gòu)成真空羽流試驗(yàn)系統(tǒng)的重要分系統(tǒng)之一，作用是為發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作提供所需壓力及流量的燃燒劑和氫化劑，或?qū)崿F(xiàn)增壓、吹除、置換等功能。其中，氫氣系統(tǒng)是工質(zhì)儲(chǔ)供系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，主要是為真空羽流效應(yīng)試驗(yàn)提供壓力準(zhǔn)確、流量穩(wěn)定、安全可靠的氫氣工質(zhì)，壓力調(diào)節(jié)范圍大，并能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管路壓力、控制閥門(mén)開(kāi)閉，同時(shí)兼顧安全性和適用性。

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)專門(mén)用于真空羽流效應(yīng)試驗(yàn)的氫氣系統(tǒng)，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)氫氣系統(tǒng)主要是為大氣環(huán)境中進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)提供氫氣，一般都是為某型號(hào)或任務(wù)特殊設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)提供的壓力較高、流量較大，不適合于羽流效應(yīng)試驗(yàn)所用的姿軌控或縮比的低壓小流量發(fā)動(dòng)機(jī)；而真空羽流效應(yīng)研究的特點(diǎn)為多任務(wù)、多工況研究的對(duì)象包括各種姿軌控或縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，壓力和流量調(diào)節(jié)范圍較大，因此，需要設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)、能滿足不同項(xiàng)目需求、適用于真空羽流效應(yīng)試驗(yàn)的氫氣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提出一種真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氫氣系統(tǒng)，為真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供壓力準(zhǔn)確、流量穩(wěn)定、安全可靠的氫氣工質(zhì)。

一種真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氫氣系統(tǒng)，包括高壓氫氣路、指揮/置換氣路、主氫路、分氫路、氣動(dòng)閥控制路和大容量低壓氫氣儲(chǔ)罐路；

高壓氫氣路包括高壓氫氣進(jìn)氣手閥、氫氣高壓壓力表及其壓力傳感器、高壓氫氣路過(guò)濾器及高壓氫氣放氣手閥；

高壓氫氣進(jìn)氣手閥入口連接高壓氫氣氣源，出口通過(guò)三通連接高壓氫氣路過(guò)濾器和高壓放氣手閥的入口；高壓氫氣放氣手閥出口連接氫氣泄放出口；氫氣高壓壓力表及其壓力傳感器連接在高壓氫氣進(jìn)氣手閥與高壓氫氣路過(guò)濾器之間的管路上；高壓氫氣路過(guò)濾器出口連接主氫減壓器和分氫減壓器的入口；

指揮/置換氣路包括高壓氮?dú)膺M(jìn)氣手閥、高壓氮?dú)鈮毫Ρ怼⒏邏旱獨(dú)膺^(guò)濾器、高壓氮?dú)夥艢馐珠y、指揮進(jìn)氣手閥、置換進(jìn)氣手閥、指揮放氣手閥、主氫指揮節(jié)流閥、主氫指揮緩沖罐、主氫指揮壓力表、分氫指揮節(jié)流閥、分氫指揮緩沖罐、分氫指揮壓力表；

高壓氮?dú)膺M(jìn)氣手閥進(jìn)氣入口連接高壓氮?dú)鈿庠矗隹谶B接高壓氮?dú)膺^(guò)濾器入口，高壓氮?dú)鈮毫Ρ磉B接在高壓氮?dú)膺M(jìn)氣手閥與高壓氮?dú)膺^(guò)濾器之間的管路上；高壓氮?dú)膺^(guò)濾器出口通過(guò)四通分別連接高壓氮?dú)夥艢馐珠y、指揮進(jìn)氣手閥、置換進(jìn)氣手閥的入口；指揮進(jìn)氣手閥出口通過(guò)四通分別連接指揮放氣手閥、主氫指揮節(jié)流閥和分氫指揮節(jié)流閥的入口；置換進(jìn)氣手閥出口連接至高壓氫氣進(jìn)氣手閥與高壓氫氣路過(guò)濾器之間的管路上；高壓氮?dú)夥艢馐珠y和指揮放氣手閥的出口連接氫氣泄放出口；主氫指揮節(jié)流閥出口通過(guò)四通連接主氫指揮緩沖罐、主氫指揮壓力表及主氫減壓器的指揮氣進(jìn)氣口；分氫指揮節(jié)流閥出口通過(guò)四通連接分氫指揮緩沖罐、分氫指揮壓力表及分氫減壓器的指揮氣進(jìn)氣口；

主氫路包括主氫減壓器、主氫低壓壓力表及其壓力傳感器、主氫氣動(dòng)閥、主氫放氣手閥及安全閥；

主氫減壓器入口連接高壓氫氣路過(guò)濾器，出口連接主氫氣動(dòng)閥入口，主氫減壓器與主氫氣動(dòng)閥之間通過(guò)3個(gè)三通分別連接主氫低壓壓力表及其壓力傳感器、安全閥、主氫放氣手閥的入口；主氫氣動(dòng)閥出口連接至試驗(yàn)間主氫路；安全閥和主氫放氣手閥的出口連接氫氣泄放出口；

分氫路包括分氫減壓器、分氫低壓壓力表及其壓力傳感器、分氫氣動(dòng)閥、分氫放氣手閥及安全閥；

分氫減壓器入口連接高壓氫氣路過(guò)濾器，出口連接分氫氣動(dòng)閥入口，分氫減壓器與分氫氣動(dòng)閥之間通過(guò)3個(gè)三通分別連接分氫低壓壓力表及其壓力傳感器、安全閥、分氫放氣手閥的入口；分氫氣動(dòng)閥出口連接至試驗(yàn)間分氫路；安全閥和分氫放氣手閥的出口連接氫氣泄放出口；