[发明专利]一种用于固体推进剂燃速的测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于固体火箭发动机推进剂测试技术领域，具体地说,涉及一种用于固体推进剂燃速的测试装置及测试方法。

背景技术

测试固体推进剂燃速主要是获得不同压强对应的推进剂燃速。目前测试固体推进剂燃速的方法包括标准发动机法、药条法、超声法、靶线法和密闭燃烧器法(固体火箭发动机原理，国防工业出版社，2013年)。其中，密闭燃烧器法可通过一次实验获得较宽压强范围内推进剂燃速数据，其它方法则需要通过多次实验来测试给定压强范围内的燃速。文献“密闭燃烧器法的实验研究”(西北工业大学硕士论文，2003年3月)中，对利用密闭燃烧器测定固体推进剂燃速的方法进行详细的实验研究，在其文中提出密闭燃烧器法的主要问题包括:(1)在实验前需要对密闭燃烧器的初始容积进行精确测试；(2)由于存在各种热损失，需要对燃烧温度进行修正；(3)推进剂燃烧后，燃气会将处于环境温度的燃烧器壳体和内部气体进行加热，在推进剂燃烧的初期，燃气生成量很小，这不仅会产生很高比例的温度损失、而且这一损失还难以准确计算，因此该方法在低压下即燃烧初期,燃速测试的准确性较低；(4)需要对推进剂试件全部尺寸进行精确测试，由于试件尺寸小，测试精度要求较高。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于固体推进剂燃速的测试装置及测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:固体推进剂燃速的测试装置包括点火器、气缸、活塞、安全膜、压力传感器、点火药包A、燃烧器、点火药包B、喷管,所述燃烧器为一端开口的圆筒形结构,喷管固定在燃烧器侧壁上部,与喷管相对的燃烧器侧壁上有凸台孔,气缸固定在燃烧器外侧,活塞杆的一端穿过燃烧器上凸台孔与燃烧器内喷管端部相对,且气缸、活塞与喷管位于同一轴线上,点火器位于燃烧器的外部,点火药包B放置在燃烧器内,点火药包A放置在气缸内活塞前面,两个点火药包分别与点火器连接,燃烧器端盖与燃烧器开口端凸缘通过螺栓固连,燃烧器端盖上安装有安全膜和压力传感器。

一种采用所述燃速测试装置进行固体推进剂燃速测试的方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤1.确定固体推进剂形状和尺寸,将固体推进剂一端面和侧面进行包覆，在燃烧器与气缸内分别放置点火药包B和点火药包A；点火器的两路点火电流均为6A；

步骤2.启动数据采集系统，通过压力传感器记录燃烧器内的压强，数据采集系统同步记录点火器点燃第2路点火药包A的点火信号；

步骤3.实验时点火器发出第1路点火信号将点火药包B点燃，点火药包B点燃固体推进剂，燃气从喷管排出，燃烧器内压强逐渐达到平衡值；

步骤4.当燃烧器内压强平稳后，点火器发出第2路点火信号，点火药包A点燃，点火药包A产生高压燃气推动气缸内活塞运动，活塞的前端面与燃烧器内喷管出口接触封闭，燃烧器内压强上升，推进剂燃烧完毕，实验结束；

步骤5.数据处理；

(1)在测试得到的燃烧器压强～时间数据曲线上，分别读取点火药包A点燃前和点燃后对应的推进剂燃烧时间t₁和t₂；

(2)燃烧器的压强、推进剂燃速和推进剂药柱高度需满足以下关系式: