[發明專利]一種用于固體推進劑燃速的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201410647522.0
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104374865A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 呂翔;劉佩進;何國強;陳劍;魏祥庚
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明屬于固體火箭發動機推進劑測試技術領域，具體地說,涉及一種用于固體推進劑燃速的測試裝置及測試方法。

背景技術

測試固體推進劑燃速主要是獲得不同壓強對應的推進劑燃速。目前測試固體推進劑燃速的方法包括標準發動機法、藥條法、超聲法、靶線法和密閉燃燒器法(固體火箭發動機原理，國防工業出版社，2013年)。其中，密閉燃燒器法可通過一次實驗獲得較寬壓強范圍內推進劑燃速數據，其它方法則需要通過多次實驗來測試給定壓強范圍內的燃速。文獻“密閉燃燒器法的實驗研究”(西北工業大學碩士論文，2003年3月)中，對利用密閉燃燒器測定固體推進劑燃速的方法進行詳細的實驗研究，在其文中提出密閉燃燒器法的主要問題包括:(1)在實驗前需要對密閉燃燒器的初始容積進行精確測試；(2)由于存在各種熱損失，需要對燃燒溫度進行修正；(3)推進劑燃燒后，燃氣會將處于環境溫度的燃燒器殼體和內部氣體進行加熱，在推進劑燃燒的初期，燃氣生成量很小，這不僅會產生很高比例的溫度損失、而且這一損失還難以準確計算，因此該方法在低壓下即燃燒初期,燃速測試的準確性較低；(4)需要對推進劑試件全部尺寸進行精確測試，由于試件尺寸小，測試精度要求較高。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種用于固體推進劑燃速的測試裝置及測試方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:固體推進劑燃速的測試裝置包括點火器、氣缸、活塞、安全膜、壓力傳感器、點火藥包A、燃燒器、點火藥包B、噴管,所述燃燒器為一端開口的圓筒形結構,噴管固定在燃燒器側壁上部,與噴管相對的燃燒器側壁上有凸臺孔,氣缸固定在燃燒器外側,活塞桿的一端穿過燃燒器上凸臺孔與燃燒器內噴管端部相對,且氣缸、活塞與噴管位于同一軸線上,點火器位于燃燒器的外部,點火藥包B放置在燃燒器內,點火藥包A放置在氣缸內活塞前面,兩個點火藥包分別與點火器連接,燃燒器端蓋與燃燒器開口端凸緣通過螺栓固連,燃燒器端蓋上安裝有安全膜和壓力傳感器。

一種采用所述燃速測試裝置進行固體推進劑燃速測試的方法,其特征在于包括以下步驟:

步驟1.確定固體推進劑形狀和尺寸,將固體推進劑一端面和側面進行包覆，在燃燒器與氣缸內分別放置點火藥包B和點火藥包A；點火器的兩路點火電流均為6A；

步驟2.啟動數據采集系統，通過壓力傳感器記錄燃燒器內的壓強，數據采集系統同步記錄點火器點燃第2路點火藥包A的點火信號；

步驟3.實驗時點火器發出第1路點火信號將點火藥包B點燃，點火藥包B點燃固體推進劑，燃氣從噴管排出，燃燒器內壓強逐漸達到平衡值；

步驟4.當燃燒器內壓強平穩后，點火器發出第2路點火信號，點火藥包A點燃，點火藥包A產生高壓燃氣推動氣缸內活塞運動，活塞的前端面與燃燒器內噴管出口接觸封閉，燃燒器內壓強上升，推進劑燃燒完畢，實驗結束；

步驟5.數據處理；

(1)在測試得到的燃燒器壓強～時間數據曲線上，分別讀取點火藥包A點燃前和點燃后對應的推進劑燃燒時間t₁和t₂；

(2)燃燒器的壓強、推進劑燃速和推進劑藥柱高度需滿足以下關系式: