[發明專利]固體推進劑燃燒測試裝置

在審

• 申請號: 202110353698.5
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113075352A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 侯凱宇;周忠岳;齊飛;史曉鳴;王志新;樂浩;歐陽鑒鋒;趙麗娟;許自然
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 胡五榮;蔡繼清

本發明公開了一種固體推進劑燃燒測試裝置，包括：密閉腔體、凸輪、固體推進劑和連接器；凸輪繞凸輪的旋轉中心軸可轉動；固體推進劑位于密閉腔體內，固體推進劑與凸輪相對設置，固體推進劑遠離凸輪的一端固定于密閉腔體內；連接器設置于凸輪和固體推進劑之間，且一端與固體推進劑固定連接，另一端與凸輪的外表面抵持。當凸輪轉動時，推動連接器做往復運動，連接器做往復運動，進而循環往復地壓縮或不壓縮固體推進劑，使得固體推進劑處于高頻的交變應變狀態，當固體推進劑處于高頻交變應變狀態時，點燃固體推進劑就可以獲取固體推進劑處于交變應變狀態時的燃燒情況。

技術領域

本發明實施例涉及固體火箭發動機交變應變測試技術領域，特別涉及一種固體推進劑燃燒測試裝置。

背景技術

固體推進劑在火箭發動機中通過燃燒過程把其化學潛能轉化為高溫氣體的熱能，再通過噴管把高溫氣體的熱能轉化為火箭飛行的動能。固體推進劑的燃燒性質是火箭固體推進劑的四大性能(能量性能、燃燒性能、力學性能、安全性能)之一。推進劑燃燒過程的調控、能量的釋放、燃速變化的規律和燃燒過程的穩定性是推進劑在火箭中應用的關鍵問題。

隨著火箭的高性能化發展，其多采用大長徑比、高裝填、高能復合推進劑、高鋁粉含量等工程方案。然而，復合推進劑是一種典型的復合材料，其組元之間的力學性能各不相同，導致固體推進劑燃燒不理想，目前一般會采用實驗裝置獲取固體推進劑燃燒時的數據，并對收集到的燃燒數據進行研究，但是都不是很理想全面。

發明內容

本發明實施方式的目的在于提供一種固體推進劑燃燒測試裝置，能夠完善對固體推進劑燃燒性能的研究。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種固體推進劑燃燒測試裝置，包括：

密閉腔體；

凸輪，所述凸輪繞所述凸輪的旋轉中心軸可轉動；

固體推進劑，所述固體推進劑位于所述密閉腔體內，所述固體推進劑與所述凸輪相對設置，所述固體推進劑遠離所述凸輪的一端固定于所述密閉腔體內；

連接器，所述連接器設置于所述凸輪和所述固體推進劑之間，且一端與所述固體推進劑固定連接，另一端與所述凸輪的外表面抵持。

本發明實施方式相對于現有技術而言，經發明人研究發現，大長徑比的固體推進劑在燃燒過程中受到較大載荷，導致固體推進劑在載荷下發生脫粘和裂紋等宏觀受損，可能導致災難性后果。并且發明人發現，固體推進劑在發射過程中受到外部力載荷和熱載荷的復雜作用不僅局限于靜態的應變，還會有動態的應變，特別在發射的過程中，固體推進劑會發生高頻的交變應變。

由于固體推進劑燃燒測試裝置包括：凸輪和連接器，連接器設置在凸輪和固定推進劑之間，連接器的一端與固體推擠劑固定連接，另一端與凸輪的外表面抵持，同時，由于固體推擠劑遠離凸輪的一端固定在密閉腔體內，因此，當凸輪轉動時，推動連接器做往復運動，連接器做往復運動，進而循環往復地壓縮或不壓縮固體推進劑，使得固體推進劑處于高頻的交變應變狀態，采用這樣的方式，就能夠模擬出固體推進劑在發射過程中受到外部力載荷和熱載荷的復雜作用下的交變應變狀態，當固體推進劑處于高頻交變應變狀態時，點燃固體推進劑就可以采用現有的實驗裝置獲取固體推進劑處于交變應變狀態時的燃燒情況。

在一實施例中，所述凸輪外表面沿所述連接器在所述凸輪上的運動軌跡開設導向槽，所述連接器朝向所述凸輪的一端與所述導向槽可滑動抵持，且所述連接器與所述導向槽抵持的一端為圓滑面。

在一實施例中，所述凸輪繞所述凸輪的旋轉中心軸轉動，所述連接器垂直于所述旋轉中心軸設置。

在一實施例中，所述凸輪為五次多項式凸輪。

在一實施例中，所述連接器包括：

夾持部，所述夾持部與所述固體推進劑固定連接；