[發明專利]一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺裝置及冷流實驗方法

在審

• 申請號: 202210767731.3
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115013188A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王革;王富祺;王志邦;楊帥;周博成;陳焱;楊海威;關奔
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺裝置及冷流實驗方法。包括發動機支撐架、發動機主體和配套測試設備，發動機支撐架承托發動機主體，配套測試設備獲取數據；發動機主體包括依次通過法蘭盤連接的示蹤粒子摻混段、圓轉方過渡段、穩流段、流量調節段、前燃室、燃氣摻混段、后燃室和尾噴管；軸向進氣孔和側向進氣孔分別設置在示蹤粒子摻混段和燃氣摻混段上，與供氣系統連接；前燃室、燃氣摻混段和后燃室均安裝觀察窗；穩流段、前燃室、燃氣摻混段及后燃室均設置壓力和溫度傳感器，獲取發動機主體內彈道的壓力及溫度數據。本發明模塊化的分裝組合操作簡單，多部位的傳感器獲得整個實驗過程中發動機內流場的實時壓力和溫度數據。

技術領域

本發明屬于火箭發動機測試技術領域，具體涉及一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺裝置及冷流實驗方法。

背景技術

戰略導彈是世界各國遠程打擊和戰略威懾的核心力量，為應對先進彈道導彈防御系統升級和全球快速打擊能力持續提升的挑戰，戰略導彈需具備“遠射程投送、高機動突防”、部署靈活、用途多樣、提升末端突防和生存能力等特征。通常來說戰略導彈采用固體火箭發動機，其易于存儲、方便發射，因此要求發動機具備高能化和性能隨控等特征。分裝組合固體火箭發動機是實現發動機及推進劑鈍感高能化、性能主動調控的重要技術途徑之一。

與傳統固體火箭發動機系統構成相比，分裝組合固體火箭發動機具有兩個甚至多個獨立裝藥燃燒室、混合燃燒室以及流量調節裝置等結構，系統構成復雜度提高；需要考慮富燃和富氧燃氣自持燃燒、兩種燃氣耦合燃燒、混合燃燒室構型以及氧燃比等多因素耦合特性的工作過程建模要素，在此基礎上獲得發動機性能受影響因素的作動規律。

與傳統的冷流實驗裝置相比，模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺能夠考慮多種因素影響下的發動機工作狀態，并通過控制變量法對各種影響因素進行單獨研究，同時進行冷流實驗可以提供燃氣摻混的規律特性，更好的掌握兩種燃氣摻混燃燒的效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺裝置及冷流實驗方法。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：

一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺裝置，包括發動機支撐架、發動機主體和配套測試設備，發動機支撐架承托發動機主體，配套測試設備獲取實驗數據；

所述支撐架包括第一支撐塊、第二支撐塊、加強肋、軸向安全限位裝置和基座，第一支撐塊和第二支撐塊固定在基座上，加強肋與軸向安全限位裝置連接，再一起固定在基座上；

所述發動機主體包括依次通過法蘭盤連接的示蹤粒子摻混段、圓轉方過渡段、穩流段、流量調節段、前燃室、燃氣摻混段、后燃室和尾噴管；在示蹤粒子摻混段前端設置軸向進氣孔，與供氣系統連接；在燃氣摻混段的頂部和底部均設置側向進氣孔，與供氣系統連接；側蓋板通過螺栓連接將觀察窗固定在前燃室上，燃氣摻混段和后燃室均以相同方式安裝觀察窗和側蓋板；燃氣摻混段上安裝頂蓋板；

配套測試設備包括壓力傳感器基座和溫度傳感器基座；穩流段、前燃室、燃氣摻混段及后燃室均連接壓力傳感器基座和溫度傳感器基座，固定壓力傳感器和溫度傳感器，獲取發動機主體內彈道的壓力及溫度數據。

進一步地，所述燃氣摻混段內部設置多孔介質板和探針，多孔介質板嵌入在燃氣摻混段內的凹槽中，上部加蓋板采用螺栓連接，蓋板中間設置方形孔；探針頂端與燃氣摻混段的傳感器連接。

進一步地，所述流量調節段采用漸縮-突擴的形式，將上游的亞音速高壓氣體經過流量調節段加速，壓力及溫度降低。

進一步地，所述圓轉方過渡段和穩流段，均采用頭尾法蘭結構，法蘭盤通過焊接與圓轉方過渡段(8)和穩流段連接。

一種模塊化的分裝組合固體火箭發動機試車臺冷流實驗方法，具體步驟如下：