[发明专利]一种搭载固液混合发动机试验的探空火箭

说明书

本发明公开一种搭载固液混合发动机试验的探空火箭。探空火箭主要由仪器舱、伞降舱、气瓶舱、气瓶尾舱、储箱舱、储箱尾舱、发动机舱等组成。仪器舱与伞降舱实现箭体飞行控制、数据采集、储存、传输及箭体的回收；气瓶舱、气瓶尾舱、储箱舱、储箱尾舱、发动机舱为固液发动机各组成部分提供支撑及保持箭体良好的气动外形。气瓶舱壳体、气瓶尾舱壳体、储箱舱壳体、储箱尾舱壳体、发动机舱壳体结构采用蒙皮骨架式结构，该探空火箭具有重量轻、成本低、制造安装方便、技术成熟等特点，可实现固液发动机的低成本飞行试验。

技术领域

本发明属于火箭等技术领域，具体涉及一种搭载固液混合发动机试验的探空火箭。

背景技术

新研制的发动机一般都要经历研究、设计、试制、试验等四个基本环节，试验在发动机研制过程中处于关键地位，因为在研制发动机过程中遇到的所有问题，几乎都是依靠试验来解决的。试验能够推动理论研究，使发动机设计理论不断完善和发展。火箭发动机的工作过程比较复杂，特别是带有液体的发动机，在理论研究中单靠分析计算无法描述清楚，也无法严格确定发动机各性能参数之间的数量关系。只有通过各种实验，取得大量的实测数据，对发动机理论与发动机实际工作状态的复合程度反复检查，不断修正，才能使发动机的有关理论逐步完善和提高。

目前发动机试验主要有组合件试验、发动机地面试验、发动机高空模拟试验、子级整机试车。组合件试验也称零部件试验，它包括对发动机的单个元件、组件及由组件构成的分系统或半系统所进行的全部试验。发动机地面试验就是在地面条件下对发动机整机进行的各种试验。发动机高空环境模拟试验时在地面上用人工方法制造一个高空环境，将发动机或组合件置于这种环境里进行各种试车。子级整机试车是发动机地面试验的一种，是把多级火箭某一子级的整个发动机组做试验。该四种发动机试验都是在地面进行的试车，其中发动机高空环境模拟试验虽然是在高空环境中进行模拟试验，但存在以下几个缺点：第一，模拟高空试验需要大量的人力、物力和财力；第二，不能完全模拟发动机在飞行过程中的真实情况，如，固液发动机在飞行过程中管路输送系统的振动对发动机燃烧性能的影响及对箭体飞行姿态的影响等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种搭载固液混合发动机试验的探空火箭，该探空火箭能够提供固液发动机工作时的真实环境，通过采集输送管路系统、固液混合发动机燃烧室、喷管的工作状态参数，如压力、温度、振动等，分析发动机各零部件之间的飞行耦合，对固液发动机性能及箭体飞行姿态的影响，并对发动机及箭体进行回收，分析发动机及相关部件在飞行过程中的烧蚀等情况。该探空火箭具有结构简单、成本低、技术成熟、试验周期短等优点。

一种搭载固液混合发动机试验的探空火箭，主要由仪器舱、伞降舱、气瓶舱、气瓶尾舱、储箱舱、储箱尾舱、发动机舱等组成。

所述仪器舱内安装电池、控制器等电子仪器设备，主要完成接收地面发射信号后，控制气路、液路开关、固液发动机点火、测量箭体运动姿态参数、发动机工作时的压力、温度、振动等相关参数，并将测量的参数进行储存并传输到地面等。仪器舱壳体为探空火箭的头部，采用气动阻力最小的截圆锥气动外形，结构采用硬壳式结构。

所述伞降舱内安装降落伞等辅助设备，当箭体运动到最高点后，箭体在重力的作用下，加速下落，当箭体达到一定速度后，控制系统发出回收指令，伞降舱侧壁的窗口在火工品的作用下解锁打开，并拉出降落伞，箭体在降落伞的作用下，减速降落，当箭体落地后，控制系统发出抛伞指令，降落伞与箭体分离，完成箭体的回收。伞降舱前端与仪器舱通过径向螺钉连接，后端与气瓶舱通过轴向螺钉连接。

所述气瓶舱包括气瓶舱壳体、蒙皮、气瓶、气瓶安装板等。

所述气瓶尾舱包括气瓶尾舱壳体、蒙皮、管路输送系统，其中，管路输送系统包括充气阀、减压阀、电磁阀或者点爆阀、安全阀及阀门支架、管路接头、输送管及管夹、传感器等，通过管路输送系统将气瓶中的高压气体经过减压后输送到储箱内。

所述储箱舱包括储箱舱壳体、蒙皮、储箱、储箱安装板等。