[發(fā)明專利]底排推進劑瞬態(tài)泄壓燃燒失穩(wěn)特性測試裝置

有效

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• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103697935A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 余永剛;曹永杰;葉銳;周彥煌;劉東堯;陸欣;劉殿金;張領科
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發(fā)明屬于固體推進劑技術領域，特別是一種底排推進劑瞬態(tài)泄壓燃燒失穩(wěn)特性測試裝置。?

背景技術

AP/HTPB復合推進劑在固體火箭發(fā)動機和大口徑火炮的底部排氣増程技術中得到了廣泛的應用。為了精確控制火箭的彈道，提高其工作靈活性，通常需要通過反推力裝置實現(xiàn)推力終止，采用快速降壓使推進劑熄火是最具吸引力的方法之一；而底排彈所用的AP/HTPB推進劑在彈丸出炮口瞬間，將經(jīng)歷比火箭發(fā)動機工況更為惡劣的瞬態(tài)泄壓過程，可能引起燃燒失穩(wěn)，影響彈丸射擊精度。?

國外早在20世紀60年代就開始對固體推進劑在降壓條件下的燃燒特性進行了實驗和理論研究。實驗表明，存在一個使穩(wěn)定燃燒的固體推進劑（包括復合型和雙基型）熄火的最小降壓速率；研究者們提出了幾種固體推進劑快速降壓熄火機理，主要目的是預測使推進劑熄火所需的臨界降壓速率。尚未見到國外報道過以底排彈為背景開展的AP/HTPB復合推進劑瞬態(tài)泄壓燃燒特性研究，國內(nèi)陸春義等人使用半密閉爆發(fā)器模擬底排彈出炮口時的瞬態(tài)泄壓條件，研究了高降壓速率下AP/HTPB復合底排推進劑的瞬變?nèi)紵匦裕J為在底排彈出炮口時，底排推進劑可能發(fā)生燃燒失穩(wěn)，基本處于熄火/復燃的臨界狀態(tài)（陸春義等：含能材料，16(6)：587-591，2007）。他們所采用的半密閉爆發(fā)器沒有觀察窗，無法直接觀察底排推進劑的燃燒過程，也沒有測量推進劑溫度分布，能夠測試的參數(shù)十分有限。趙宏立等人設計了一種含單觀察窗的半密閉爆發(fā)器，研究了一種雙基發(fā)射藥的瞬態(tài)燃燒特性（趙宏立等：火炸藥學報，35(1)：64-68，2012）。他們采用黑火藥引燃被測樣品藥柱的點火方式，對于雙基推進劑，采用這種方式容易實現(xiàn)點火，但實踐表明，對于復合推進劑，這種點火方式是不可靠的。此外，他們也未能測試推進劑燃燒過程中的溫度變化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能夠測試泄壓過程中的壓力變化，直接觀察藥條的燃燒情況，還可準確地測量藥條的固相溫度分布的底排推進劑瞬態(tài)泄壓燃燒失穩(wěn)特性測試裝置。?

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：?

一種底排推進劑瞬態(tài)泄壓燃燒失穩(wěn)特性測試裝置，包括主燃燒室、點火燃燒室、壓力傳感器、脈沖電源、數(shù)據(jù)采集器和計算機，還包括測溫組件、泄壓組件、光路轉換器、高速攝像儀、熱電偶測溫儀；主燃燒室一端通過螺紋與測溫組件連接，另一端通過螺紋與泄壓組件連接；主燃燒室側面上安裝有點火燃燒室和壓力傳感器，主燃燒室上垂直于測壓孔的側面同軸開設兩個窗口，密封安裝透明觀察窗；在透明觀察窗前方設置光路轉換器，高速攝像儀設置在光路轉換器一側，數(shù)據(jù)采集器連接壓力傳感器，熱電偶測溫儀連接測溫組件，脈沖電源連接點火燃燒室；高速攝像儀、數(shù)據(jù)采集器和熱電偶測溫儀連接計算機。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點：?

（1）本發(fā)明的結構可以實現(xiàn)對待測藥條的可靠點火。?

（2）本發(fā)明的結構由于采用了觀察窗的設計，可以利用高速攝像儀清晰地拍攝到了瞬態(tài)泄壓過程中待測藥條的燃燒情況，便于觀察。?

（3）本發(fā)明采用壓力傳感器和微熱電偶的設計，不僅能夠測試泄壓過程中的壓力變化，還可準確地測量藥條的固相溫度分布。?

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體結構示意圖。?

圖2是本發(fā)明主燃燒室的結構組成與連接關系示意圖。?

圖3是本發(fā)明主燃燒室及其相連各部件的結構組成與連接關系示意圖。?

圖4是本發(fā)明待測藥條緊固結構示意圖。?

圖5是本發(fā)明典型的瞬態(tài)燃燒過程壓力-時間變化曲線。?

圖6是本發(fā)明典型的待測藥條固相溫度-時間變化曲線。?

具體實施方式