[發(fā)明專利]一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010136387.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN111305974A
• 公開（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

一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，包括預(yù)燃室試驗(yàn)件、推力室試驗(yàn)件、預(yù)燃室點(diǎn)火器、推力室點(diǎn)火器、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、再生冷卻噴管試驗(yàn)件和氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件，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。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一套試驗(yàn)裝置可以同時(shí)對(duì)推力室噴注器、身部和噴管傳熱流阻、預(yù)燃室噴注器和燃燒室設(shè)計(jì)方案以及補(bǔ)燃循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特有的預(yù)燃室和推力室之間的壓力脈動(dòng)傳遞特性進(jìn)行試驗(yàn)考核的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，屬于氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前我國(guó)尚不具備大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒組件高壓擠壓熱試車的條件，因此研制初期為考核優(yōu)選燃燒組件設(shè)計(jì)方案，只能通過縮比熱試車的方式來進(jìn)行模擬研究。傳統(tǒng)上的做法一般是噴注器、身部傳熱和噴管傳熱分別設(shè)計(jì)試驗(yàn)件，分別通過熱試車考核，且研究重點(diǎn)一般聚焦于噴注器方案，身部和噴管方案一般采用工藝件，僅考慮熱防護(hù)可靠即可。近年來隨著重型運(yùn)載火箭大推力高壓補(bǔ)燃循環(huán)氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，其特有預(yù)燃室和推力室之間的壓力脈動(dòng)傳遞特性，以及推力室自身的高壓大熱流身部、再生冷卻噴管、單壁氣膜冷卻噴管等特有屬性和關(guān)鍵技術(shù)均需要開展熱試驗(yàn)考核，傳統(tǒng)上的僅僅開展噴注器縮尺熱試驗(yàn)考核的燃燒組件設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法已不滿足研制需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，能夠同時(shí)對(duì)推力室噴注器、身部和噴管傳熱流阻、預(yù)燃室噴注器和燃燒室設(shè)計(jì)方案以及補(bǔ)燃循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特有的預(yù)燃室和推力室之間的壓力脈動(dòng)傳遞特性進(jìn)行試驗(yàn)考核。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種多功能集成燃燒組件測(cè)試裝置，包括預(yù)燃室試驗(yàn)件、推力室試驗(yàn)件、預(yù)燃室點(diǎn)火器、推力室點(diǎn)火器、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、再生冷卻噴管試驗(yàn)件和氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件，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)燃室液氧頭腔和預(yù)燃室液氫頭腔組成；預(yù)燃室試驗(yàn)件在考核自身設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，負(fù)責(zé)為下游的燃燒室試驗(yàn)件提供燃?xì)庠矗?/p>

預(yù)燃室點(diǎn)火器安裝在預(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)件內(nèi)引燃自預(yù)燃室液氧頭腔和預(yù)燃室液氫頭腔噴注出的推進(jìn)劑；

燃燒室試驗(yàn)件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、燃燒室液氧頭腔和燃燒室氣氫頭腔三路三個(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；推力室點(diǎn)火器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)件內(nèi)引燃自燃燒室燃?xì)忸^腔、燃燒室液氧頭腔和燃燒室氣氫頭腔噴注出的推進(jìn)劑；

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

氣膜冷卻單壁噴管試驗(yàn)件小端設(shè)置有單壁噴管氣膜冷卻氫入口集合器，大端為推力室燃?xì)馀欧趴冢?/p>

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)件和燃燒室試驗(yàn)件分別設(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；