一種適用于小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于氣氣燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)的氣體試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于航天發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)裝置。具體來說是一種適用于地面小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體供應(yīng)裝置及多光學(xué)燃燒診斷試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航天發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，全流量補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的一種新的循環(huán)方式發(fā)動(dòng)機(jī)，氣氣燃燒噴注器技術(shù)是其核心技術(shù)之一，因此氣氣噴注器燃燒的研宄成為了主要的研宄方向。在試驗(yàn)的過程中，保證精確的噴注器推進(jìn)劑介質(zhì)入口壓力和入口流量成為基本要求。一般在大型發(fā)動(dòng)機(jī)工程應(yīng)用試驗(yàn)過程中，管路供應(yīng)試驗(yàn)系統(tǒng)較為復(fù)雜且相應(yīng)的閥門等設(shè)備較為笨重，不適合小推力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行原理性研宄試驗(yàn)。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中，為了保證距離發(fā)動(dòng)機(jī)最近的一道閥門和發(fā)動(dòng)機(jī)接嘴之間的管路氣體介質(zhì)充填過程時(shí)間最短，則需要保證最后一道閥門離發(fā)動(dòng)機(jī)接嘴最近。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是建立一種適用于小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體供應(yīng)系統(tǒng)及對(duì)簡單發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行原理性演示，針對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)，該供應(yīng)系統(tǒng)消除了以往系統(tǒng)平臺(tái)中笨重只能在特定區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)的弊端，使得試驗(yàn)系統(tǒng)能夠方便運(yùn)輸，達(dá)到小流量試驗(yàn)的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，中間采用軟管進(jìn)行連接，其中固定模塊在實(shí)際操作中集成在一個(gè)移動(dòng)式的小車上，形成固定式操作空間，可移動(dòng)模塊在實(shí)際過程中可以根據(jù)試驗(yàn)件的安放位置進(jìn)行調(diào)整，保證發(fā)動(dòng)機(jī)最后一道閥門的位置距離發(fā)動(dòng)機(jī)最近，由于閥門構(gòu)件屬于基本固定長度，則模塊之間軟管的長度成為了很好的選擇。本發(fā)明在模塊化的過程中，在保證試驗(yàn)安全可靠進(jìn)行的條件下，整合了試驗(yàn)系統(tǒng)所需的必要構(gòu)件，例如氫氣管路置換裝置，利用標(biāo)定后的音速噴嘴來控制系統(tǒng)流量等，達(dá)到整體系統(tǒng)精簡的目標(biāo)。
[0004]一種適用于小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體試驗(yàn)系統(tǒng)，包括固定模塊和可移動(dòng)模塊；
[0005]固定模塊包括手動(dòng)截止閥、過濾器、減壓器、壓力表，具體的:手動(dòng)截止閥(AOl)一端連接氧氣氣瓶(AOO)，另一端連接過濾器(A02);過濾器(A02)的另一端連接減壓器(A03)，減壓器(A03)后端分成一個(gè)三通，分別連接壓力表(A04)和手動(dòng)截止閥(A05);手動(dòng)截止閥(BOl) —端連接氮?dú)鈿馄?BOO)，另一端連接過濾器(B02);過濾器(B02)的另一端分成一個(gè)三通，分別連接減壓器(B04)和手動(dòng)截止閥(B03)，減壓器(B04)后端分成一個(gè)四通，分別連接壓力表(B05)、手動(dòng)截止閥(B06)和手動(dòng)截止閥(B07);手動(dòng)截止閥(COl) —端連接氫氣瓶(COO)，另一端連接過濾器(C02);過濾器(C02)后端分成一個(gè)三通，分別連接減壓器(C03)和手動(dòng)截止閥(B03)，減壓器(C03)后端分成一個(gè)三通，分別連接壓力表(C04)和手動(dòng)截止閥(C05)；
[0006]可移動(dòng)模塊包括音速噴嘴、電磁閥、，單向閥、壓力傳感器；
[0007]軟管(LI) 一端連接手動(dòng)截止閥(A05)，另外一端分別連接壓力表(A06)與音速噴嘴(A07)，軟管(L2) —端連接手動(dòng)截止閥(B06)，另外一端連接電磁閥(B08)，軟管(L3)一端連接手動(dòng)截止閥(B07)，另外一端連接電磁閥(B09)，軟管(L4) 一端連接手動(dòng)截止閥(C05)，另外一端分別連接壓力表(C06)和音速噴嘴(C07);電磁閥(A08) —端連接音速噴嘴(A07)另外一端連接小型發(fā)動(dòng)機(jī)，單向閥(BlO) —端連接電磁閥(B08)，另外一端連接小型發(fā)動(dòng)機(jī)，單向閥(Bll) —端連接電磁閥(B09)，另外一端連接小型發(fā)動(dòng)機(jī)，電磁閥(C08) —端連接音速噴嘴(C08)，另外一端連接小型發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0009](I)本發(fā)明的試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，中間采用了相應(yīng)的軟管進(jìn)行連接，保證了閥門與發(fā)動(dòng)機(jī)距離最近要求，且減少了硬性不銹鋼管鏈接過程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，減少了多次試驗(yàn)過程中不必要的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連接管路進(jìn)行改造的操作；
[0010](2)本發(fā)明采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中常用的同軸剪切噴注器，石英玻璃作為透明燃燒室，火花塞放置在尾端對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程進(jìn)行點(diǎn)火，此種裝置相對(duì)一般發(fā)動(dòng)機(jī)簡單可靠，容易實(shí)施，可以進(jìn)行此類發(fā)動(dòng)機(jī)的性能研宄及演示試驗(yàn)?zāi)康摹?br>【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的供應(yīng)系統(tǒng)原理圖；
[0012]圖2是典型的單噴嘴原理性發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件；
[0013]圖中:
[0014]AOO-氧氣氣瓶AOl-手動(dòng)截止閥A02-過濾器
[0015]A03-減壓器A04-壓力表A05-手動(dòng)截止閥
[0016]L1-軟管A06-壓力傳感器A07-音速噴嘴
[0017]A08-電磁閥BOO-氮?dú)鈿馄緽Ol-手動(dòng)截止閥
[0018]B02-過濾器B03-手動(dòng)截止閥B04-減壓器
[0019]B05-壓力表B06-手動(dòng)截止閥B07-手動(dòng)截止閥
[0020]L2-軟管L3-軟管B08-電磁閥
[0021]B09-電磁閥BlO-單向閥Bll-單向閥
[0022]COO-氫氣瓶COl-手動(dòng)截止閥C02-過濾器
[0023]C03-減壓器C04-壓力表C05-手動(dòng)截止閥
[0024]L4-軟管C06-壓力傳感器C07-音速噴嘴
[0025]C08-電磁閥
[0026]C001-氧氣接嘴C002-0型圈C003-螺釘墊片
[0027]C004-氧噴嘴壓蓋C005-氫氣套筒C006-0型圈
[0028]C007-氫氣接嘴C008-0型圈C009-石墨墊圈
[0029]C010-石英玻璃管COll-燃燒室壓蓋C012-火花塞
[0030]C013-石墨墊圈C014-氫氣噴嘴C015-氧氣噴嘴
[0031]C016-0 型圈
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明是一種適用于小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體試驗(yàn)系統(tǒng)，中間采用全透明石英玻璃作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，方便了各類光學(xué)燃燒診斷裝置進(jìn)行觀測(cè)，主要包含紅外熱像儀，高速攝影儀，以及激光誘導(dǎo)熒光設(shè)備等裝置。點(diǎn)火裝置設(shè)置在燃燒室尾端，消除點(diǎn)火裝置對(duì)燃燒火焰的影響。此類燃燒裝置具有燃燒過程穩(wěn)定，點(diǎn)火正常，能夠很好的將各光學(xué)燃燒診斷裝置進(jìn)行整合觀測(cè)，得到氫氧燃燒過程的全方位光學(xué)數(shù)據(jù)，具有很好的光學(xué)燃燒診斷演示效果O
[0034]本發(fā)明是一種適用于小推力發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的氣體試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1和圖2所示。
[0035]首先試驗(yàn)供應(yīng)系統(tǒng)如圖1所示，主要由兩個(gè)模塊構(gòu)成，一個(gè)是原有固定模塊(模塊I)部分，另一個(gè)是可移動(dòng)模塊(模塊2)，固定模塊由手動(dòng)截止閥(A01、B01、C01等)、過濾器(A02、B02、C02)、減壓器(A03、B04、C03)、壓力表(A04、B05、C04)等裝置構(gòu)成。此部分實(shí)現(xiàn)的功能為對(duì)上游的高壓氣源通過減壓器降壓到達(dá)預(yù)期試驗(yàn)壓力附近。在模塊I中設(shè)計(jì)了試驗(yàn)前氫氣置換功能，試驗(yàn)開始之前，通過打開手動(dòng)截止閥(B03)，將氮?dú)庾鳛闅錃饴返臍庠?，?duì)氫氣管路中留存的空氣進(jìn)行置換，防止氫氣與空氣進(jìn)行混合，達(dá)到氫氣的爆炸裕度?？梢苿?dòng)模塊由音速噴嘴(A07、C07)，電磁閥(A08、B08、B09、C08)，單向閥、壓力傳感器(A06、C06)等裝置構(gòu)成。此部分實(shí)現(xiàn)的功能為銜接模塊I和小型發(fā)動(dòng)機(jī)，將模塊I中提供的試驗(yàn)壓力通過音速噴嘴(A07、C07)轉(zhuǎn)化為小型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)流量參數(shù)。一般條件下，氮?dú)獯党到y(tǒng)中電磁閥(B08、B09)后的壓力值小于對(duì)應(yīng)的氫氧管路電磁閥壓力，電磁閥(B08、B09)后端壓力高于前端壓力容易將閥門反向頂開，形成不同氣體混合的后果，造成試驗(yàn)失敗，因此氮?dú)獯党姶砰y(B08、B09)后端設(shè)置了單向閥(BlO)和單向閥(Bll)，依靠單向閥的特性來保證試驗(yàn)的氣體正常運(yùn)動(dòng)。
[0036]系統(tǒng)的連接關(guān)系如下:
[0037]模塊I中，手動(dòng)截止閥(AOl) —端連接氧氣氣瓶(AOO)，另一端連接過濾器(A02)。過濾器(A02)的另一端連接減壓器(A03)，減壓器(A03)后端分成一個(gè)三通，分別連接壓力表(A04)和手動(dòng)截止閥(A05)。手動(dòng)截止閥(BOl) —端連接氮?dú)鈿馄?BOO)，另一端連接過濾器(B02)。過濾器(B02)的另一端分成一個(gè)三通，分別連接減壓器(B04)和手動(dòng)截止閥(B03)，減壓器(B04)后端分成一個(gè)四通，分別連接壓力表(B05)、手動(dòng)截止閥(B06)和手動(dòng)截止閥(B07)。手動(dòng)截止閥(COl) —端連接氫氣瓶(COO)，另一端連接過濾器(C02)。過濾器(C02)后端分成一個(gè)三通，分別連接減壓器(C03)和手動(dòng)截止閥(B03)，減壓器(C03)后端分成一個(gè)三通，分別連接壓力表(C04)和手動(dòng)截止閥(C05)。模塊2與模塊I之間通過軟管(LI，L2, L3, L4)進(jìn)行連接，其中軟管(LI) 一端連接手動(dòng)截止閥(A05)，另外一端分別連接壓力表(A06)與音速噴嘴(A07)，軟管(L2) —端連接手動(dòng)截止閥(B06)，另外一端連接電磁閥(B08)，軟管(L3) —端連接手動(dòng)截止閥(B07)，另外一端連接電磁閥(B09)，軟管(L4)一端連接手動(dòng)截止閥(C05)，另外一端分別連接壓力表(C06)和音速噴嘴(C07)。模塊2中，電磁閥(A08) —端連接音速噴嘴(A07)另外一端連接小型發(fā)動(dòng)機(jī)，單向閥