[發(fā)明專利]一種發(fā)動機(jī)引射裝置及其壁面的溫度控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110180244.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112983682A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬江暉;賀宏;冷海峰;丁佳偉;白文義;魚凡超;劉永偉;潘思宇;朱成亮;耿直;李謙;朱小江;翟文化;趙濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天動力試驗(yàn)技術(shù)研究所
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 史曉麗

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)試驗(yàn)引射裝置壁面溫度控制技術(shù)，具體涉及一種發(fā)動機(jī)引射裝置及其壁面的溫度控制方法，以解決目前發(fā)動機(jī)試驗(yàn)引射裝置壁面溫度測量中，溫度傳感器一般安裝在外層冷卻夾套，存在無法準(zhǔn)確測量的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種發(fā)動機(jī)引射裝置，包括內(nèi)層引射管、套設(shè)在內(nèi)層引射管上的外層冷卻夾套，以及設(shè)置在冷卻夾套上的溫度測試系統(tǒng)；溫度測試系統(tǒng)包括測溫單元；測溫單元包括正極熱偶絲、負(fù)極熱偶絲、套設(shè)在正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲外部的陶瓷套管、套設(shè)在陶瓷套管外部的嵌入式隔離管；正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲的測溫端采用雙絞結(jié)構(gòu)且焊接在內(nèi)層引射管外壁上；本發(fā)明還提供一種發(fā)動機(jī)引射裝置壁面的溫度控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)試驗(yàn)引射裝置壁面溫度控制技術(shù)，具體涉及一種發(fā)動機(jī)引射裝置及其壁面的溫度控制方法。

背景技術(shù)

如圖1和圖2所示，在液體火箭發(fā)動機(jī)高空模擬試驗(yàn)中，發(fā)動機(jī)通常需設(shè)計(jì)、使用引射裝置以實(shí)現(xiàn)推力室噴管出口真空環(huán)境工作狀態(tài)的模擬，夾層水冷式結(jié)構(gòu)的引射裝置是發(fā)動機(jī)高空模擬試驗(yàn)的核心裝備，其主體結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層引射管01和外層冷卻夾套02。

在發(fā)動機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)，推力室噴口產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈺苯优c引射裝置內(nèi)層引射管01的內(nèi)壁面產(chǎn)生高溫對流和輻射作用，為了保證內(nèi)層引射管01能夠獲得冷卻，需要通過外層冷卻夾套02供應(yīng)大量的冷卻水對內(nèi)層引射管01進(jìn)行降溫冷卻，避免內(nèi)層引射管01出現(xiàn)燒蝕、損壞等異常現(xiàn)象。因此，冷卻降溫是保證引射裝置穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)，必須獲取、掌握引射裝置的溫度分布數(shù)據(jù)，為引射裝置及發(fā)動機(jī)熱試車時(shí)穩(wěn)定、可靠工作提供保障。

按照試驗(yàn)要求，內(nèi)層引射管01壁面溫度作為引射裝置的關(guān)鍵參數(shù)需要在發(fā)動機(jī)熱試車中實(shí)時(shí)監(jiān)測、測量。然而，由于引射裝置結(jié)構(gòu)的封閉性，無法使用非接觸式溫度測量方式。當(dāng)引射裝置采用接觸式溫度測量方式時(shí)，因內(nèi)層引射管01的內(nèi)壁面與發(fā)動機(jī)噴口的高溫高壓燃?xì)庵苯咏佑|，使常規(guī)的溫度傳感器及測量電纜無法直接有效安裝在內(nèi)層引射管01的內(nèi)壁面。

因此，現(xiàn)有的溫度傳感器一般安裝在外層冷卻夾套02中，但溫度傳感器由于冷卻水溫的影響無法準(zhǔn)確反應(yīng)引射裝置的內(nèi)壁面溫度，而且溫度傳感器一般也不能與水接觸，一旦接觸還易于導(dǎo)致溫度傳感器絕緣失效、數(shù)據(jù)異常等問題，難以實(shí)現(xiàn)對引射裝置內(nèi)壁面溫度參數(shù)的準(zhǔn)確測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于解決目前發(fā)動機(jī)試驗(yàn)引射裝置壁面溫度測量中，溫度傳感器一般安裝在外層冷卻夾套，存在無法準(zhǔn)確測量的問題，而提供一種發(fā)動機(jī)引射裝置及其壁面的溫度控制方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種發(fā)動機(jī)引射裝置，其特殊之處在于：

包括內(nèi)層引射管、套設(shè)在內(nèi)層引射管上的外層冷卻夾套，以及設(shè)置在冷卻夾套上的溫度測試系統(tǒng)；

所述溫度測試系統(tǒng)包括設(shè)置在內(nèi)層引射管上的至少兩個測溫單元，各個測溫單元分別布設(shè)在不同的溫度區(qū)域上；所述測溫單元包括正極熱偶絲、負(fù)極熱偶絲、套設(shè)在正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲外部的陶瓷套管、套設(shè)在陶瓷套管外部的嵌入式隔離管；

所述正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲的測溫端采用雙絞結(jié)構(gòu)且焊接在內(nèi)層引射管外壁上；所述正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲的輸出端伸出嵌入式隔離管；所述嵌入式隔離管的一端焊接在內(nèi)層引射管外壁上，其另一端穿過外層冷卻夾套且與外層冷卻夾套密封連接；

所述陶瓷套管與嵌入式隔離管之間填充陶瓷粉末，其中陶瓷粉末需將結(jié)構(gòu)內(nèi)空隙填充飽滿，后使用高溫膠對其進(jìn)行固定，消除應(yīng)力，確保熱偶絲在嵌入式隔離管內(nèi)保持絕緣、固定，以達(dá)到熱偶絲焊點(diǎn)牢固、可靠的目的；所述正極熱偶絲和負(fù)極熱偶絲均與嵌入式隔離管之間填充有絕緣硅脂。

進(jìn)一步地，所述嵌入式隔離管所隔離的被測區(qū)域面積不大于0.12cm²。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)層引射管上設(shè)置有三個不同的溫度區(qū)域，三個不同的溫度區(qū)域分別位于內(nèi)層引射管的進(jìn)口處、中部和出口處。

進(jìn)一步地，所述嵌入式隔離管的的通徑尺寸為DN4。