[发明专利]固冲发动机燃气流量调节冷流和热流地面试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及固冲发动机燃气流量调节冷流和热流地面试验系统，属于固冲 发动机的模拟试验领域。

背景技术

目前，世界上的火箭，尤其是中远距空空导弹上采用了固冲发动机作为导 弹的动力驱动设备，流量调节技术是先进固冲发动机的标志之一，该技术保证 了导弹在飞行边界、高机动作战情况下也拥有较好的发动机工作性能。如图1 所示，为固冲发动机模型，包括燃气发生器和助推补燃室，燃气发生器的输出 端通过流量调节装置与助推补燃室的输入端连通。流量调节装置包括流量调节 阀以及连动机构。用于调节该调节阀的装置可以是调节电机，也可以是其他的 调节装置，比如气压调节装置或者液压调节装置。当使用调节电机对调节阀进 行调节时，调节电机机械传动连接该调节阀，通过控制该调节电机的转动来对 应调节流量调节阀，以改变燃气发生器的喉部面积。

固冲发动机具有成本高、不可重复等特点，而且每一枚导弹均投入大量的 人力和物力资本，这就需要对导弹中的固冲发动机流量调节等关键技术进行性 能试验，但是目前现有技术中并没有一种有效的固冲发动机流量调节技术的性 能试验系统。

发明内容

本发明的目的是提供固冲发动机燃气流量调节冷流和热流地面试验系统， 用于对固冲发动机进行流量调节的模拟试验和性能监测。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种固冲发动机燃气流量调节冷流地 面试验系统，包括测试台架、流量调节控制系统和冷态模拟试验系统；所述测 试台架用于固设固冲发动机模型，所述流量调节控制系统用于采集燃气发生器 的压强和流量调节阀的开度信息来对流量调节阀进行流量调节控制；所述冷态 模拟试验系统包括气源部分和气路部分，所述气源部分通过气路部分与燃气发 生器连通以实现对燃气发生器进行冷态供气以模拟燃气发生器的给定压强。

所述流量调节控制系统包括工控机，所述工控机采用流量调节控制，所述 流量调节控制为双闭环控制，该双闭环控制包括一个压强外环和一个开度内 环，所述压强外环中的燃气发生器内部的压强与燃气发生器的给定压强之间的 差值经第一PID控制器后为所述开度内环的给定量，所述采集到的流量调节阀 的开度信息为开度内环的反馈量，所述开度内环的给定量与开度内环的反馈量 做差后输入给第二PID控制器，第二PID控制器输出的控制信号用于调节流量 调节阀的开度。

所述冷态模拟试验系统还包括测控部分，所述气路部分包括一条气路通 道，所述气路通道上串设有流量计、冷态调节阀和主控电磁阀，所述测控部分 采样连接所述流量计，控制连接所述冷态调节阀和主控电磁阀。

所述主控电磁阀与一条电磁阀并联支路并联，所述电磁阀并联支路由至少 一条电磁阀支路并联构成，每一条电磁阀支路上均串设有一个电磁阀。

一种固冲发动机燃气流量调节热流地面试验系统，包括测试台架、流量调 节控制系统和热试试验系统；所述测试台架用于固设固冲发动机模型，所述流 量调节控制系统用于采集燃气发生器的压强和流量调节阀的开度信息来对流 量调节阀进行流量调节控制；所述热试试验系统包括气源部分、进气管道和用 于对气源部分输出的气体进行加热的加热部分，所述气源部分通过进气管道与 燃气发生器连通，所述热试试验系统用于输出不同压力和温度的发动机进气。

所述流量调节系统包括工控机，所述工控机采用流量调节控制，所述流量 调节控制为双闭环控制，该双闭环控制包括一个压强外环和一个开度内环，所 述压强外环中的燃气发生器内部的压强与燃气发生器的给定压强之间的差值 经第一PID控制器后为所述开度内环的给定量，所述采集到的流量调节阀的开 度信息为开度内环的反馈量，所述开度内环的给定量与开度内环的反馈量做差 后输入给第二PID控制器，第二PID控制器输出的控制信号用于调节流量调节 阀的开度。

所述加热部分为来流加热模拟装置，所述热试试验系统还包括监控测量部 分，所述来流加热模拟装置串设在所述进气管道上，所述监控测量部分用于控 制所述来流加热模拟装置，并监测来流参数；所述来流加热模拟装置用于生成 不同压力、不同温度的发动机进气。