[發(fā)明專利]火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110189746.1
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112555058B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉百奇;張勝敏;劉建設(shè);肖波;楊向明;李偉;譚洪義
• 申請（專利權(quán)）人: 星河動力（北京）空間科技有限公司;北京星河動力裝備科技有限公司;四川星河動力空間科技有限公司
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 張筱寧;宋海斌

本申請實施例提供了一種火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置。該測試裝置包括：測試發(fā)動機單元和至少兩個噴管單元；測試發(fā)動機單元具有燃燒室和一個輸出端，輸出端具有至少兩條燃?xì)馔ǖ溃細(xì)馔ǖ赖囊欢伺c測試發(fā)動機單元的燃燒室連通，另一端與測試發(fā)動機單元的外部環(huán)境連通；每個噴管單元可拆卸連接于對應(yīng)的燃?xì)馔ǖ纼?nèi)；每個噴管單元用于對應(yīng)承載不同類別的喉襯試件；燃燒室用于產(chǎn)生模擬火箭發(fā)動機的同一真實燃?xì)猸h(huán)境，對不同類型的喉襯試件進行測試。本申請實施例可以在同一次燒蝕試驗中對不同類別的喉襯試件同時實施燒蝕，實現(xiàn)真正的同一試驗環(huán)境，可極大地提高不同類別的喉襯試件的燒蝕性能對比考核的精度，并降低試驗成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及固體火箭發(fā)動機測試技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本申請涉及一種火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置。

背景技術(shù)

固體火箭發(fā)動機的噴管起著控制燃燒室壓強、維持裝藥正常燃燒、以及使燃?xì)馀蛎浖铀龠M而產(chǎn)生推力的作用。在固體火箭發(fā)動機內(nèi)部高溫、高速、兩相流（含凝相氧化鋁粒子）燃?xì)獾臎_刷和燒蝕作用下，噴管的喉徑會增大，噴管內(nèi)的喉襯將隨之發(fā)生結(jié)構(gòu)改變。噴管的喉徑增大會影響發(fā)動機內(nèi)彈道特性，進而引發(fā)如喉襯破碎、喉襯飛出或喉襯燒蝕過度等燒蝕異常的情況，可能造成固體火箭發(fā)動機無法正常工作的嚴(yán)重后果。例如，因喉襯燒蝕過度而發(fā)生的喉襯結(jié)構(gòu)減薄，會導(dǎo)致噴管承載能力降低，喉襯結(jié)構(gòu)減薄到一定界限值則可能導(dǎo)致噴管結(jié)構(gòu)破壞。因此，在對固體火箭發(fā)動機的噴管內(nèi)喉襯的設(shè)計及選型時，有必要對喉襯進行燒蝕試驗，考核喉襯材料的抗燒蝕性能。

但是現(xiàn)有的噴管喉襯燒蝕試驗方式，普遍存在以下缺陷：

1、試驗環(huán)境與真實工作環(huán)境差別較大，試驗獲得的燒蝕性能參數(shù)準(zhǔn)確性較低；

2、單次試驗局限于對單個喉襯試件的燒蝕，針對不同類別（例如，不同種類、或不同批次等）的喉襯試件采用分次試驗，難以再現(xiàn)高精度的同一試驗環(huán)境，即通過分次試驗獲得的各喉襯試件在同一試驗環(huán)境下的燒蝕性能參數(shù)精度較低；

3、單次試驗局限于對單個喉襯試件的燒蝕，每次試驗消耗的燃料和時間，只能獲得一個喉襯試件的燒蝕性能參數(shù)，試驗成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述至少一項技術(shù)問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置，包括：測試發(fā)動機單元和至少兩個噴管單元；

測試發(fā)動機單元具有燃燒室和一個輸出端，輸出端具有至少兩條燃?xì)馔ǖ溃細(xì)馔ǖ赖囊欢伺c測試發(fā)動機單元的燃燒室連通，另一端與測試發(fā)動機單元的外部環(huán)境連通；

每個噴管單元可拆卸連接于對應(yīng)的燃?xì)馔ǖ纼?nèi)；

每個噴管單元用于對應(yīng)承載不同類別的喉襯試件；燃燒室用于產(chǎn)生模擬火箭發(fā)動機的同一真實燃?xì)猸h(huán)境，對不同類型的喉襯試件進行測試。

本申請實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果包括：火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置采用具有燃燒室的測試發(fā)動機單元，以及連接于測試發(fā)動機單元的輸出端的噴管單元結(jié)構(gòu)，與真實的固體火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)更為接近，可模擬出更為真實的固體火箭發(fā)動機的工作環(huán)境，利于獲取精度較高的喉襯試件的燒蝕性能參數(shù)。

測試發(fā)動機單元的輸出端的兩條或兩條以上的多條燃?xì)馔ǖ溃c兩個或兩個以上的多個噴管單元，為喉襯試件提供了兩個或兩個以上的多個測試工位，并且每個噴管單元對應(yīng)承載不同類別的喉襯試件，使得火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置可以在同一次燒蝕試驗中對不同類別的喉襯試件同時實施燒蝕，即使得各喉襯試件處于真正的“同一試驗環(huán)境”，可極大地提高不同類別的喉襯試件在同一真實燃?xì)猸h(huán)境下的燒蝕性能對比考核的精度。

另外，火箭發(fā)動機噴管喉襯的測試裝置可以在同一次燒蝕試驗中對不同類別的喉襯試件同時實施燒蝕，可以有效地降低燃料消耗和縮短試驗時間，降低試驗成本。