[發明專利]一種地面試驗用低頻脈動抑制裝置的標定系統及方法

有效

• 申請號: 202010646564.8
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111766091B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 張志濤;唐斌運;向民;郭玉鳳;羅帥帥;張中柱;楊戰偉
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;F02K9/60
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明公開了一種地面試驗用的低頻地面試驗用低頻脈動抑制裝置的標定系統及標定方法，該系統包括恒定氣體供應系統、液氧供應系統、氣液排放系統，液氧排放系統、上部壓差計接口、下部壓差計接口以及壓差計；通過上述系統實現了對脈動抑制裝置冷試車過程進行標定得到脈動抑制裝置自身的振蕩特性，再通過熱試車驗證脈動抑制裝置的自身振蕩特性是否能夠對液氧供應過程的波動進行有效抑制，從而為后期真實脈動抑制裝置的研發和試驗提供有力的技術支持，其獲取的數據可以為脈動抑制裝置的改進及優化提供有力的數據支撐。

技術領域

本發明涉及一種地面試驗用低頻脈動抑制裝置的標定系統及方法。

技術背景

火箭飛行過程中，會產生一種縱向不穩定低頻振動，該振動被稱之為POGO振動，該振動對于火箭飛行的安全性及可靠性存在較大的影響。尤其是在載人航天飛行中POGO振動嚴重威脅航天員的生命安全。

在火箭中一般使用脈動抑制裝置對該振動進行抑制，脈動抑制裝置的主要工作性能指標為其蓄壓容積。現有火箭主要采用膜盒式脈動抑制裝置，其蓄壓容積僅為2-3L，性能無法滿足新一代火箭及后續重型火箭的使用要求，因此目前設計出了一種可滿足新一代火箭及后續重型火箭的使用要求的低頻脈動抑制裝置。

但是，在進行真實大推力火箭發動機低頻脈動抑制裝置產品研制之前需要研制一款地面試驗用的低頻脈動抑制裝置，并通過對該地面試驗用的低頻脈動抑制裝置進行試驗驗證，從而為后期真實產品的結構設計和相關參數設計提供有力的支持。

目前設計的地面試驗用的低頻脈動抑制裝置結構原理如圖1所示，包括內筒01和外殼02，外殼02同軸套設于內管01外部，兩者之間構成一個密封腔室03，內管01上設有多個注液孔04，作為低溫推進劑從內管01進入密封腔室03的通道；

該地面試驗用的低頻脈動抑制裝置的工作原理為：向脈動抑制裝置持續加注低溫推進劑過程中注入恒流氣體，從而使脈動抑制裝置自身產生振蕩，從而使得外部低溫推進劑供應系統的固有頻率降低，避免了軸向振動。因此，如何標定脈動抑制裝置自身的振蕩特性，從而對實際火箭發動機工作過程中產生的POGO振動進行有效抑制成為了需要解決的一個重要問題。

發明內容

本發明的目的是提供了一種地面試驗用的低頻地面試驗用低頻脈動抑制裝置的標定系統及標定方法，實現了對脈動抑制裝置冷試車過程進行標定得到脈動抑制裝置自身的振蕩特性，再通過熱試車驗證脈動抑制裝置的自身振蕩特性是否能夠對液氧供應過程的波動進行有效抑制，從而為發動機實際工作過程中產生的POGO振動進行有效抑制的提供了有力的支撐。

本發明的具體技術方案是：

本發明提供了一種地面試驗用低頻脈動抑制裝置的標定系統，包括恒定氣體供應系統、液氧供應系統、氣液排放系統，液氧排放系統、上部壓差計接口、下部壓差計接口以及壓差計；

液氧供應系統與待標定脈動抑制裝置的內筒入口端連通，液氧排放系統與待標定脈動抑制裝置的內筒出口端連通；

恒定氣體供應系統和氣液排放系統均與待標定脈動抑制裝置的密封腔室連通，且氣液排放系統的入口低于恒定氣體供應系統的出口；

壓差計設置在待標定脈動抑制裝置外部，且與密封腔室內液位保持等高；

上部壓差計接口的入口安裝于待標定脈動抑制裝置上，且靠近液氧供應系統一側，上部壓差計接口的出口通過第一連接管與壓差計第一壓力入口連通；下部壓差計接口的入口安裝于待標定脈動抑制裝置上，且靠近液氧排放系統一側，下部壓差計接口的出口通過第二連接管與壓差計第二壓力入口連通，用于測量待標定脈動抑制裝置中壓差的變化。

進一步地，第一連接管為呈波浪型，使得第一連接管內的阻尼較大，第二連接管為直管道，以減少低溫液氧氣化的干擾，從而確保壓差計測量結果的準確性。