[发明专利]一种超高燃速推进剂超高压药条燃速测试装置及方法

说明书

本发明属于推进剂技术领域，提供了一种超高燃速推进剂超高压药条燃速测试装置及方法，该装置包括依次连接的压力控制单元(1)、超高压燃烧室单元(2)和数据处理单元(3)和药条试样(4)；压力控制单元(1)用于向超高压燃烧室单元(2)内输送增压后的气体；超高压燃烧室单元(2)包括超高压燃烧室(2‑6)，用于为药条试样(4)提供超高压水中点火燃烧环境；数据处理单元(3)为采集超高压燃烧室单元(2)内药条试样(4)燃烧产生的光电数据，并进行分析处理和显示，得到药条试样80MPa超高压燃速测试数据。该装置测试压强上限可达80MPa，极大提升了超高压燃速的测试效率，解决了超高燃速推进剂配方的燃速测试问题。

技术领域

本发明总体地涉及固体推进剂技术领域，具体地涉及一种超高燃速推进剂超高压药条燃速测试装置及方法。

背景技术

火箭技术的快速发展以及新式武器的不断问世，对固体推进剂燃烧性能提出了新的要求，其中之一是固体推进剂的超高压超高燃速的燃烧特性。某特种发动机用推进剂在70MPa下的燃速超过250mm/s，要求燃烧性能测试系统的最高工作压强要达到80MPa。国内高压燃速测试设备最高仅能测试50MPa以内的静态燃速，且存在充压速率慢、耐压密封性差、燃速测试偏差大、适用推进剂种类少、测试效率低等缺点。

因此，开展80MPa条件下静态燃速测试研究，可有效解决某超高燃速推进剂配方的超高压燃速测试问题，有助于加快该类推进剂工程研制的进度，确保研制质量。

发明内容

本发明提供了一种超高燃速推进剂超高压药条燃速测试装置，该装置测试压强范围宽，测试上限可达80MPa，燃速测试精度高，适用的推进剂品种广，极大提升了超高压燃速的测试效率，解决了超高燃速推进剂配方的燃速测试问题，为推进剂研制提供了技术支撑。

本发明采用的技术方案是：采用水下光电法进行燃速测试，利用增压泵将普通氮气压缩进注有一定深度的纯净水的超高压燃烧室，固体推进剂燃烧产生明亮的火焰，探测器接收其光信号并通过信号转换器将光信号转换为电信号，放大并传送至数据采集系统，根据目标强度光信号的持续时间计算得到燃速。

本发明的技术与方案是，一种超高燃速推进剂超高压药条燃速测试装置，包括依次连接的压力控制单元、超高压燃烧室单元和数据处理单元和药条试样；所述压力控制单元用于向超高压燃烧室单元内输送增压后的气体；所述超高压燃烧室单元包括超高压燃烧室，用于为药条试样提供超高压水中点火燃烧环境；所述数据处理单元为采集超高压燃烧室单元内药条试样燃烧产生的光电数据，并进行分析处理和显示，得到药条试样超高压燃速测试数据。

进一步的，上述压力控制单元包括空气压缩机、高压增压泵、氮气发生装置；其中空气压缩机和氮气发生装置共同连接至高压增压泵，高压增压泵连接至超高压燃烧室单元，启动空气压缩机压缩空气驱动高压增压泵对氮气发生装置产生的氮气增压后送至超高压燃烧室单元的超高压燃烧室内。

进一步的，上述超高压燃烧室单元还包括点火电极、观测窗、光电探测器；所述点火电极用于对药条试样点火；所述观测窗用于设置在超高压燃烧室侧面，用于为光电探测器观测药条试样燃烧提供视窗；观测窗在超高压燃烧室侧面形成隔离空间用于放置光电探测器；所述光电探测器设置在光电探测器外侧，它与数据处理单元相连接。可以看出，点火电极上药条试样部分、观测窗进入燃烧室内端口部分必须浸没于水中，光电探测器位于观测窗燃烧室外端口部分，严禁和水接触。

更进一步的，本发明还包括水位线，设置在超高压燃烧室内部上方，用于控制加入超高压燃烧室内的水高度。

进一步的，上述数据处理单元包括数据采集设备和计算机；所述采集设备与光电探测器相连接，用于获取并分析处理光电探测器采集的数据；所述计算机连接采集设备，用于对采集设备发送的数据进行分析、显示。