[發明專利]用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構及驗證方法

在審

• 申請號: 202210474300.8
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114818341A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 宋大亮;凌前程;李龍飛;王化余;卞香港;章榮軍
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 徐秦中

1.一種用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構，其特征在于：包括依次密封連接的針栓噴注器(1)、調整環(2)、冷卻環(3)、延長環(4)以及身部(6)；

所述針栓噴注器(1)、調整環(2)和冷卻環(3)螺栓連接；

所述冷卻環(3)、延長環(4)和身部(6)螺栓連接；

以推力室身部(6)的軸線中心，定義冷卻環(3)的內側壁與身部(6)徑向平面的夾角為第一傾斜角，所述冷卻環(3)的內側壁設置至少兩種不同的角度的第一傾斜角；

在冷卻環(3)的靠近身部(6)的一端加工至少兩組冷卻孔，定義冷卻孔的軸線與身部(6)徑向平面的夾角為第二傾斜角，各冷卻孔的孔徑、冷卻孔之間圓周方向距離及冷卻孔的第二傾斜角均不相同。

2.根據權利要求1所述的用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構，其特征在于：

所述冷卻環(3)的內側壁設置兩種不同的角度的第一傾斜角，所述冷卻環(3)一側的第一傾斜角為γ，另一側的第一傾斜角為θ；

所述冷卻孔為兩組，分別為設置在冷卻環(3)一側靠近身部(6)的端部的第二傾斜角為α的第一冷卻孔(19)，以及設置在冷卻環(3)另一側靠近身部(6)的端部的第二傾斜角為β的第二冷卻孔(20)；

所述冷卻環(3)上分別設置與第一冷卻孔(19)連通的第一冷卻路接管嘴(17)和與第二冷卻孔(20)連通的第二冷卻路接管嘴(18)。

3.根據權利要求2所述的用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構，其特征在于：

所述γ和θ為70°～90°范圍內的不同角度值；

所述α和β為90°～100°范圍內的不同角度值；

所述冷卻孔徑的范圍為0.3mm～2.0mm；

所述冷卻孔之間圓周方向距離的范圍5mm～15mm。

4.根據權利要求1-3任一所述的用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構，其特征在于：

所述針栓噴注器(1)與調整環(2)之間和調整環(2)與冷卻環(3)之間分別通過第一石墨密封環(7)和第二石墨密封環(8)密封；

所述冷卻環(3)與延長環(4)之間和延長環(4)與身部6分別通過第三石墨密封環(9)和第四石墨密封環(10)密封。

5.一種用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證方法，采用如權利要求1所述的用于針栓噴注器優化的模塊化推力室驗證結構，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、以推力室身部(6)的軸線中心，在冷卻環(3)的內側壁設置至少兩種不同的角度的第一傾斜角；

在冷卻環(3)的靠近身部(6)的一端加工至少兩組冷卻孔徑、冷卻孔之間圓周方向距離、第二傾斜角均不相同的冷卻孔；

步驟2、選定初始厚度的調整環(2)和延長環(4)，連接模塊化推力室驗證結構；設定冷卻路初始流量，進行第一次試車考核驗證，測量、記錄并對比不同冷卻環(3)內側壁角度、冷卻孔徑、冷卻孔之間圓周方向距離不同的冷卻孔對應的喉部溫度；

步驟3、保持步驟2模塊化推力室驗證結構不變，改變冷卻路流量，分別進行試車考核驗證，通過紅外溫度測量、記錄并對比不同冷卻環(3)內側壁角度、冷卻孔徑、冷卻孔之間圓周方向距離不同的冷卻孔對應的喉部溫度，獲得不同冷卻路流量對喉部溫度影響趨勢；

步驟4、根據步驟3獲得的不同冷卻路流量對喉部溫度影響趨勢，選擇最優的冷卻路流量及模塊化推力室驗證結構，再次進行試車考核驗證，測量此時的喉部溫度和燃燒效率；

若喉部溫度和燃燒效率均滿足設計要求，則確定推力室技術狀態；

若喉部溫度或燃燒效率不滿足設計要求，則進入步驟5；

步驟5、通過更換不同厚度的調整環(2)和延長環(4)，返回步驟1，直至喉部溫度、燃燒效率均滿足設計要求。