[發明專利]一種推進劑燃燒速度測試裝置

有效

• 申請號: 202010699298.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111948334B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 秦釗;儀建華;王長健;趙鳳起;龐維強;許毅;孫志華;李海建;姚二崗;姜菡雨;郝寧
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01P3/68
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 祁凡雨

本發明公開了一種推進劑燃燒速度測試裝置，裝置主要包括光靶測試模塊、推進劑樣品、高壓燃燒室，點火控制模塊、供氣與壓力控制模塊、數據采集模塊。其中光靶測試模塊包括激光器、光纖、光電傳感器和固定靶板，用于測試過程中激光信號的發射和采集。供氣與壓力控制模塊主要為燃燒室提供惰性氣體環境并進行壓力控制。數據采集模塊主要用于數據采集與處理。與傳統的靶線法相比，該裝置具有安全性高、測試快速、無干擾、測試精度高等優點。

技術領域

本發明涉及一種固體推進劑燃燒速度測試裝置，適用于固體推進劑燃燒速度的測試和分析。

背景技術

固體推進劑的燃燒性能是直接影響到火箭發動機彈道性能的重要因素，燃燒速度的高低決定了發動機的工作時間和飛行速度。燃燒速度是固體推進劑燃燒性能的一個重要參數，是各類發動機和武器系統選用推進劑時所參考的重要指標。推進劑燃燒速度的準確可靠、安全快速測量是推進劑配方研究及其應用研究的重要環節。

表征固體推進劑燃燒速度的通用手段為靶線法。固體推進劑燃速測試實驗教學研究[J].教育教學論壇，2016，6：246-247公布了一種靶線法燃速測試方法，他是將包覆的試樣鉆孔穿入靶線，在規定的試驗壓強和溫度下，記錄試樣在氮氣中燃盡靶距長度所需的時間，計算出燃速。這種方法需要在推進劑上鉆孔，存在一定的安全風險，鉆孔還損壞了推進劑的結構影響了推進劑的燃燒速度，測試效率也不高。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種新的推進劑燃燒速度測試裝置，克服現有固體推進劑燃燒速度測試會破壞推進劑本身結構導致測試結果有偏差的問題。通過在固定靶板上預置出光孔和采光孔，可取代傳統靶線法在推進劑上的鉆孔過程，有效避免了測試過程中對推進劑的機械刺激，測試精度高。

為此，本發明采取如下技術手段

一種推進劑燃燒速度測試裝置，包括高壓燃燒室、第一光靶測試模塊和第二光靶測試模塊，在所述高壓燃燒室內進行推進劑燃燒，所述第一光靶測試模塊和第二光靶測試模塊平行等距位于高壓燃燒室內的推進劑兩側；

所述第一光靶測試模塊包括第一固定靶板，第一固定靶板上預置有系列出光孔；所述第二光靶測試模塊包括第二固定靶板，第二固定靶板對應系列出光孔的位置處預置有系列入光孔；所述系列出光孔射出的光隨著推進劑的燃燒被系列入光孔捕捉，以此記錄推進劑燃盡靶距長度所經歷的時間。

進一步，所述第一光靶測試模塊還包括激光器和光纖；所述激光器發出的光經光纖傳輸并從系列出光孔射出。

所述第二光靶測試模塊還包括光電傳感器，光電傳感器位于系列入光孔內；隨著推進劑燃燒，第二固定靶板的光電傳感器感應射出的光。

系列出光孔或系列入光孔之間相間10-50mm距離，系列出光孔或系列入光孔的直徑為2-5mm。

進一步，還包括點火控制模塊，所述點火控制模塊包括直流點火電源、輸出電極和點火線，推進劑直立于高壓燃燒室內，推進劑上表面與點火線接觸。

進一步，還包括供氣與壓力控制模塊，用于提供惰性氣體環境、調節高壓燃燒室內壓力及排出燃燒產生的廢氣。

更進一步，所述的供氣與壓力控制模塊包括高壓氣瓶、排氣系統和壓力反饋與調節系統；高壓氣瓶與高壓燃燒室的進氣口相連，是高壓燃燒室的高壓源；排氣系統與高壓燃燒室的出氣口相連，用于排除推進劑燃燒產生的廢氣；壓力反饋與調節系統連接在排氣管路中間，調節高壓燃燒室壓力至設定壓力。

進一步，還包括數據采集模塊，用于采集推進劑燃盡靶距長度所經歷的時間、存儲與計算推進劑燃燒速度。

本發明的優點在于：

該裝置采用激光代替傳統的靶線，省去了穿靶線、固定靶線、連接導線等過程，具備快速高效的優點，同時安全性高。