[發明專利]固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置

有效

• 申請號: 202111509490.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN113898497B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉百奇;張勝敏;肖波;李偉;楊向明;劉建設
• 申請（專利權）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: F02K9/34
• 分類號: F02K9/34;F02K9/40;F02K9/96
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張筱寧

本申請實施例提供了一種固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置。該固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置包括：固體燃氣發生單元和粒子收集組件；固體燃氣發生單元具有燃燒室，燃燒室包括：依次連接的燃燒區和收斂區；固體燃氣發生單元用于模擬固體火箭發動機的真實工作環境；粒子收集組件包括：轉接管和冷凝容器；轉接管的一端與固體燃氣發生單元連接，另一端與冷凝容器連接；轉接管用于將固體燃氣發生單元中燃燒室的收斂區內的部分凝相粒子引導至冷凝容器進行收集。本申請實施例實現了在模擬真實的火箭發動機的工作環境下，對燃燒室內的凝相粒子進行收集并提高其粒徑分布的性能參數的準確度。

技術領域

本申請涉及固體火箭發動機技術領域，具體而言，本申請涉及一種固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置。

背景技術

近年來，固體火箭發動機廣泛采用含鋁推進劑以增加火箭發動機比沖，因此其燃燒過程中生成的燃氣中含有大量的三氧化二鋁凝相粒子，最終會形成燃燒室內的兩相流。三氧化二鋁凝相粒子與氣相間的相互作用將會影響燃燒室和噴管內燃氣的燃燒特性，而燃氣的燃燒特性又會反過來影響到發動機的能量特性和絕熱材料的燒蝕特性。除此之外，凝相粒子的直徑對比沖效率的影響很大，研究表明凝相粒子直徑每變化1微米，約使比沖效率變化1%。由于上述問題均與燃燒室內凝相粒子的粒徑分布有很大的關聯，因此有必要對燃燒室凝相粒子的粒徑分布進行研究。

目前國內外對固體火箭發動機燃燒室內凝相粒子的粒徑分布開展了大量的實驗研究，但也存在著測試方式精度差、測試誤差大或可參考性低等缺陷。

發明內容

本申請針對現有方式的缺點，提出一種固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置，用以解決現有技術存在凝相粒子收集試驗的測試方式精度差、測試誤差大或可參考性低的技術問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置，包括：固體燃氣發生單元和粒子收集組件；

固體燃氣發生單元具有燃燒室，燃燒室包括：依次連接的燃燒區和收斂區；

固體燃氣發生單元用于模擬固體火箭發動機的真實工作環境；

粒子收集組件包括：轉接管和冷凝容器；

轉接管的一端與固體燃氣發生單元連接，另一端與冷凝容器連接；轉接管用于將固體燃氣發生單元中燃燒室的收斂區內的部分凝相粒子引導至冷凝容器進行收集。

本申請實施例提供的技術方案帶來的有益技術效果包括：固體火箭發動機的收集裝置包括固體燃氣發生單元和粒子收集組件，并且固體燃氣發生單元具有燃燒室，因此收集裝置的工作環境更加貼近真實的火箭發動機工作環境；固體燃氣發生單元的燃燒室用于產生模擬火箭發動機的真實燃氣環境，有利于獲取火箭發動機較為真實的凝相粒子的粒徑分布狀況。

其中，粒子收集組件包括轉接管和冷凝容器，轉接管的一端與固體燃氣發生單元連接，另一端與冷凝容器連接。當燃燒室內點火之后，燃料燃燒產生的燃氣通過轉接管通入冷凝容器內，冷凝容器對燃氣進行進一步的冷卻后收集。冷凝容器不僅可以對燃氣進行收集，同時可以使其快速冷卻從而提高收集效率。

轉接管用于將固體燃氣發生單元中燃燒室的收斂區內的部分凝相粒子引導至冷凝容器進行收集，能夠實現在固體火箭發動機工作過程中對燃燒室內的凝相粒子直接采樣，微粒失真度小，結構簡單，操作較方便。

本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。

附圖說明

本申請上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本申請實施例提供的一種固體火箭發動機燃燒室凝相粒子的收集裝置的剖面結構示意圖；