[發(fā)明專利]一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010136387.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111305974A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁兆波;孫紀(jì)國(guó);張晉博;劉倩;潘剛;楊繼東;王仙;楊巖;趙世紅;聶嵩;許曉勇;鄭孟偉;陶瑞峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): F02K9/96
• 分類號(hào): F02K9/96
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，其特征在于：包括預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)、推力室試驗(yàn)件、預(yù)燃室點(diǎn)火器(5)、推力室點(diǎn)火器(6)、推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)；

推力室試驗(yàn)件包括燃燒室試驗(yàn)件(2)、再生冷卻噴管試驗(yàn)件(3)和氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件(4)，三者采用法蘭順次連接，能夠?qū)崿F(xiàn)不同設(shè)計(jì)方案的組合拆換；

預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)包括預(yù)燃室噴注器和預(yù)燃室身部，預(yù)燃室噴注器和預(yù)燃室身部采用法蘭連接，方便實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)方案的組合拆換；預(yù)燃室噴注器由預(yù)燃室液氧頭腔(33)和預(yù)燃室液氫頭腔(34)組成；預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)在考核自身設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，負(fù)責(zé)為下游的燃燒室試驗(yàn)件(2)提供燃?xì)庠矗?/p>

預(yù)燃室點(diǎn)火器(5)安裝在預(yù)燃室噴注器上，在控制系統(tǒng)控制下點(diǎn)火，在預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)內(nèi)引燃自預(yù)燃室液氧頭腔(33)和預(yù)燃室液氫頭腔(34)噴注出的推進(jìn)劑；

燃燒室試驗(yàn)件(2)包括燃燒室噴注器和燃燒室身部，燃燒室噴注器和燃燒室身部采用法蘭連接，方便實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)方案的組合拆換；其中燃燒室噴注器由燃燒室燃?xì)忸^腔(30)、燃燒室液氧頭腔(31)和燃燒室氣氫頭腔(32)三路三個(gè)腔體組成，燃燒室身部底端設(shè)置有燃燒室冷卻氫入口集合器(36)；推力室點(diǎn)火器(6)安裝在燃燒室噴注器上，在控制系統(tǒng)控制下點(diǎn)火，在燃燒室試驗(yàn)件(2)內(nèi)引燃自燃燒室燃?xì)忸^腔(30)、燃燒室液氧頭腔(31)和燃燒室氣氫頭腔(32)噴注出的推進(jìn)劑；

再生冷卻噴管試驗(yàn)件(3)的頭部設(shè)置有再生冷卻噴管冷卻氫入口集合器(38)，底部設(shè)置有再生冷卻噴管冷卻氫出口集合器(39)，再生冷卻噴管冷卻氫出口集合器(39)的一端設(shè)置有冷卻氫排放口(28)；燃燒室身部上設(shè)置有燃燒室冷卻氫出口集合器(37)，燃燒室冷卻氫出口集合器(37)與再生冷卻噴管冷卻氫入口集合器(38)通過(guò)金屬軟管實(shí)現(xiàn)串聯(lián)；

氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件(4)小端設(shè)置有單壁噴管氣膜冷卻氫入口集合器(40)，大端為推力室燃?xì)馀欧趴?29)；

推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)用于為所述多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置提供推進(jìn)劑；流量控制系統(tǒng)用于控制所述多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置各管路的流量；

預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)和燃燒室試驗(yàn)件(2)分別設(shè)置噴前壓力測(cè)點(diǎn)、室壓測(cè)點(diǎn)、振動(dòng)測(cè)點(diǎn)及溫度測(cè)點(diǎn)，綜合評(píng)估其燃燒工作特性；

燃燒室試驗(yàn)件(2)和再生冷卻噴管試驗(yàn)件(3)的冷卻劑流路出口分別設(shè)置冷卻劑出口溫度測(cè)點(diǎn)和壓力測(cè)點(diǎn)，采用分段冷卻溫升和壓降測(cè)量結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推力室沿程不同截面熱流和流阻分布信息的采集；

燃燒室試驗(yàn)件(2)、再生冷卻噴管試驗(yàn)件(3)和氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件(4)的室壁上分別設(shè)置有壁溫測(cè)點(diǎn)和燃?xì)鈮毫y(cè)點(diǎn)，通過(guò)不同截面燃?xì)鈮毫捅跍氐臏y(cè)量獲取燃燒室沿程不同截面的壓力分布及熱力損失信息；

在燃燒室冷卻氫出口集合器(37)后設(shè)置冷卻氫分流排放口(27)；

流量控制系統(tǒng)包括預(yù)燃室氧氣蝕管(19)、預(yù)燃室氫氣蝕管(20)、推力室氧氣蝕管(21)、推力室氫氣蝕管(22)、冷卻氫排放節(jié)流圈(24)、推力室氣氫節(jié)流圈(25)和單壁噴管氣膜冷卻氣氫節(jié)流圈(26)；

預(yù)燃室氧氣蝕管(19)設(shè)置在預(yù)燃室氧閥(13)的入口處，預(yù)燃室氫氣蝕管(20)設(shè)置在預(yù)燃室氫閥(14)的入口處，推力室氧氣蝕管(21)設(shè)置在推力室氧閥(15)的入口處，推力室氣氫節(jié)流圈(25)設(shè)置在推力室氣氫閥(17)的入口處，推力室氫氣蝕管(22)設(shè)置在燃燒室冷卻氫入口集合器(36)前端，單壁噴管氣膜冷卻氣氫節(jié)流圈(26)設(shè)置在單壁噴管氣膜冷卻氫入口集合器(40)前端，冷卻氫排放節(jié)流圈(24)設(shè)置在冷卻氫排放口(28)處；

流量控制系統(tǒng)還包括冷卻氫分流節(jié)流圈(23)，冷卻氫分流節(jié)流圈(23)設(shè)置在冷卻氫分流排放口(27)處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，其特征在于：在預(yù)燃室試驗(yàn)件(1)通過(guò)渦輪噴嘴模擬件(41)和預(yù)燃室出口彎管(35)與燃燒室試驗(yàn)件(2)連接，用于模擬渦輪壓比。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，其特征在于：推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)包括氧化劑貯箱(7)、燃料貯箱(8)、氫氣瓶(9)、燃料控制閥(10)、氧化劑控制閥(11)、氫氣主閥(12)、預(yù)燃室氧閥(13)、預(yù)燃室氫閥(14)、推力室氧閥(15)、推力室氫閥(16)、推力室氣氫閥(17)和單壁噴管氣膜冷卻控制閥(18)；

燃料貯箱(8)的輸出管路與燃料控制閥(10)的入口連接，燃料控制閥(10)的出口通過(guò)管路分別與預(yù)燃室氫閥(14)入口、推力室氫閥(16)入口連接，預(yù)燃室氫閥(14)出口通過(guò)管路與預(yù)燃室液氧頭腔(33)連接，推力室氫閥(16)出口通過(guò)管路與燃燒室冷卻氫入口集合器(36)連接；

氧化劑貯箱(7)的輸出管路與氧化劑控制閥(11)的入口連接，氧化劑控制閥(11)的出口通過(guò)管路分別與預(yù)燃室氧閥(13)入口、推力室氧閥(15)入口連接，預(yù)燃室氧閥(13)出口通過(guò)管路與預(yù)燃室液氫頭腔(34)連接，推力室氧閥(15)出口通過(guò)管路與燃燒室液氧頭腔(31)連接；

氫氣瓶(9)的輸出管路與氫氣主閥(12)的入口連接，氫氣主閥(12)的出口通過(guò)管路分別與推力室氣氫閥(17)入口、單壁噴管氣膜冷卻控制閥(18)入口連接，推力室氣氫閥(17)出口通過(guò)管路與燃燒室氣氫頭腔(32)連接，單壁噴管氣膜冷卻控制閥(18)出口與單壁噴管氣膜冷卻氫入口集合器(40)連接。