[實用新型]發動機熱環境試驗用可翻轉式高輻射熱流環境裝置

有效

• 申請號: 201420058327.X
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN203719907U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李廣會;何小軍;于軍;王宏亮;趙飛;周獻齊
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本實用新型涉及航天發動機試驗，具體地說涉及航天發動機點火工作過程的熱環境模擬試驗方法。

背景技術

隨著航天姿控動力系統研制工作的深入開展，為研究發動機在高溫、高熱流作用下的工作特性，必須在發動機點火工作過程中，通過熱環境裝置實現高溫、高熱流環境的加載。

在發動機熱環境模擬試驗中，為模擬發動機真實飛行過程中的氣動加熱狀態，需要在發動機水平、垂直狀態下加載350kW/m²熱流密度，而且需要在試驗過程中對加熱熱流密度進行實時調節。

大量的熱環境模擬試驗，在發動機熱環境模擬試驗技術領域取得了一定成效，但熱環境模擬試驗主要應用于發動機不工作條件下的熱環境加載，并且還存在以下缺陷：

1、現有的熱流環境裝置普遍采用的加熱元件如鎳鉻絲、硅碳棒等正常工作溫度下無法達到如此高的熱流密度。

2、在加熱控制設計中目前通常采用定功率加熱，通過溫度進行調節，這樣的調節方式平衡時間太長，響應時間短，變化慢，容易產生過加熱或欠加熱狀態，不能保證發動機所需的穩定熱流密度場。

3、輻射熱流密度高，發動機尺寸小，發動機工作過程中燃燒室產生的高溫燃氣也會產生相當大的輻射熱流。熱流密度過高，很容易使加熱區域內的氣體溫度急劇升高，并向四周進行熱量傳遞。對于防止熱量傳遞影響發動機其它區域溫度，通常采用的方式是進行絕熱隔離與水冷防護。前者適用于高、低溫下的熱量隔絕，對絕熱材料有一定的要求；后者由于水冷防護裝置體積較大，對溫度場的溫度均勻性也有所影響，對于具有高溫隔熱、多區域溫度場的小型發動機試驗并不適用。

發明內容

為了解決現有的熱流環境裝置無法達到很高的熱流密度、溫度進行調節，平衡時間太長，響應時間短的技術問題，本實用新型提供一種發動機熱環境試驗用可翻轉式高輻射熱流環境裝置。

本實用新型的技術解決方案：

發動機熱環境試驗用可翻轉式高輻射熱流環境裝置，其特殊之處在于：包括發動機固定組件、電磁閥加熱組件、發動機加熱組件、冷卻組件以及導流組件，

所述發動機固定組件包括底座、一端固定在底座上的支撐桿、固定在支撐桿另一端的轉接架安裝法蘭以及一端固定在轉接架安裝法蘭上的轉接架，所述轉接架的另一端支撐于發動機上；

所述電磁閥加熱組件包括一端固定在底座上的電磁閥加熱組件安裝架、保溫筒、集氣管、固定在電磁閥加熱組件安裝架另一端上的分隔板以及多個加熱環管，所述集氣管固定在電磁閥加熱組件的安裝架上，保溫筒的一端固定在轉接架安裝法蘭，保溫筒的另一端固定在分隔板上，所述分隔板、轉接架安裝法蘭以及保溫筒圍成電磁閥加熱腔，所述多個加熱環管圍繞在發動機電磁閥外為且位于電磁閥加熱腔內，所述集氣管的出口均與多個加熱環管連通，所述集氣管的入口設置有冷熱空氣入口接頭；

所述發動機加熱組件包括固定在分隔板上的加熱單元以及發動機加熱支撐組件，所述發動機加熱支撐組件包括固定在分隔板上的底部圓盤、多個支撐柱以及頂部圓盤，所述多個支撐柱設置在底部圓盤和頂部圓盤之間，所述加熱單元包括由多個圓周均勻分布的石英燈管組成的加熱源、可控硅電壓調整單元、高壓電源、A相接線柱、B相接線柱、C相接線柱以及零線接線柱，所述加熱源中的多個石英燈管依次分成第一燈管組、第二燈管組以及第三燈管組，所述第一燈管組的所有石英燈管的正端供電線纜與A相接線柱連接，第二燈管組的所有石英燈管的正端供電線纜與B相接線柱連接，第三燈管組的所有石英燈管的正端供電線纜與C相接線柱連接，第一燈管組、第二燈管組以及第三燈管組中的所有石英燈管的負端供電線纜與零線接線柱連接，所述A相接線柱、B相接線柱以及C相接線柱均與可控硅調整單元連接，所述可控硅調整單元與高壓電源連接，所述加熱源固定在底部圓盤和頂部圓盤之間，

所述冷卻組件設置在發動機加熱組件的外側，所述導流組件正對發動機出口。

上述石英燈管包括鎢絲、石英玻璃管以及鍍在石英玻璃管外側的包反射層，所述鎢絲位于石英玻璃管內，所述石英玻璃管充填有惰性氣體。

還包括水冷夾套，所述水冷夾套固定在頂部圓盤上，所述水冷夾套位于發動機的出口處且正對導流組件。

上述冷卻組件包括多個冷卻環管、降溫管以及冷卻支架，所述冷卻支架固定在分隔板上，所述降溫管固定在分隔板上，所述多個冷卻環管圍繞發熱源且固定在冷卻支架上，所述降溫管的入口端設置有冷氣接頭，所述降溫管與多個冷卻環管均連通，所述多個冷卻環管的管壁上均設置有多個排氣孔。