火箭发动机高空模拟试验方法及设备
本发明公开了一种火箭发动机高空模拟试验方法及设备，该试验方法包括步骤：在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器并启动所述引射器；点火启动所述火箭发动机，使所述火箭发动机的喷管满流；关闭目标关机台数的所述蒸汽发生器，使余下的所述蒸汽发生器持续工作，并维持所述支管阀门的打开状态；在点火时长达到目标时间时，关闭所述火箭发动机和余下的所述蒸汽发生器。本发明改进了火箭发动机高空模拟过程中的工艺方法，实现了火箭发动机点火后喷管能够满流，优化了引射工质供应系统的规模，有效节约了引射工质，极大地降低了试验成本。
发明专利
CN202310140141.2
2023-02-21
CN117552894A
2024-02-13
F02K9/96(2006.01)
北京航天试验技术研究所
孔凡超;张家仙;刘瑞敏;魏仁敏;李茂;王晓宇;喻闯闯;李广武;王成刚;朱子勇;王占林;夏伟
100074 北京市丰台区云岗田城中里1号
北京三聚阳光知识产权代理有限公司
李芃和
北京;11
1.一种火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤： 在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器并启动所述引射器； 点火启动所述火箭发动机，使所述火箭发动机的喷管满流； 关闭目标关机台数的所述蒸汽发生器，使余下的所述蒸汽发生器持续工作，并维持所述支管阀门的打开状态； 在点火时长达到目标时间时，关闭所述火箭发动机和余下的所述蒸汽发生器。 2.如权利要求1所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，定义所述蒸汽发生器的台数为N，所述目标关机台数为n，单台所述蒸汽发生器的氧流量为m，所述火箭发动机的氧流量为m2； 在所述关闭目标关机台数的所述蒸汽发生器，使余下的所述蒸汽发生器持续工作，并维持所述支管阀门的打开状态的步骤中，余下的所述蒸汽发生器的台数为N-n，且满足关系式：n*m≤m2。 3.如权利要求1所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，在执行所述在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器并启动所述引射器的步骤同时，还包括： 检测所述火箭发动机所处真空舱壁面的第一气压值，检测所述引射器二次喉道入口平面的第二气压值，以及检测所述引射器二次喉道出口平面的第三气压值。 4.如权利要求3所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，在执行所述在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器并启动所述引射器的步骤之后，所述第二气压值小于所述第三气压值； 在执行所述点火启动所述火箭发动机，使所述火箭发动机的喷管满流的步骤之后，所述第一气压值小于所述第二气压值，且所述第一气压值和所述第二气压值均小于所述第三气压值。 5.一种火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤： 在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器且所述引射器处于非启动状态； 点火启动所述火箭发动机，所述引射器同时启动，以使所述火箭发动机的喷管满流； 在点火时长达到目标时间时，关闭所述火箭发动机和所述蒸汽发生器。 6.如权利要求5所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，定义所述蒸汽发生器的台数为N-n，单台所述蒸汽发生器的氧流量为m，所述火箭发动机的氧流量为m2； 其中，N的取值方法为：在所述火箭发动机点火前且N台所述蒸汽发生器工作时，所述引射器工作启动；在所述火箭发动机点火前N-1台所述蒸汽发生器工作时，则所述引射器无法启动； n的取值方法为：n*m≤m2。 7.如权利要求5所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，在执行所述在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器且所述引射器处于非启动状态的步骤同时，还包括： 检测所述火箭发动机所处真空舱壁面的第一气压值，检测所述引射器二次喉道入口平面的第二气压值，以及检测所述引射器二次喉道出口平面的第三气压值。 8.如权利要求7所述的火箭发动机高空模拟试验方法，其特征在于，在执行所述在火箭发动机点火前，控制打开全部支管阀门，启动全部蒸汽发生器，使引射工质进入至引射器且所述引射器处于非启动状态的步骤之后，所述第二气压值大于所述第三气压值，且所述第一气压值适于小于当地大气压力值； 在执行所述点火启动所述火箭发动机，所述引射器同时启动，以使所述火箭发动机的喷管满流的步骤之后，所述第一气压值小于所述第二气压值，且所述第一气压值与所述第二气压值均小于所述第三气压值。 9.一种火箭发动机高空模拟试验设备，其特征在于，在试验时实施如权利要求1~4或5~8任意一项所述的试验方法，所述试验设备包括： 真空舱，所述火箭发动机置于所述真空舱中； 扩压器，与所述真空舱连通； 引射器，与所述扩压器连通； 引射工质供应管路，包括供应总管及并联设置于所述供应总管上的多条供应支管，所述供应总管与所述引射器的引射工质入口连通，每一条所述供应支管上均设有支管阀门；以及 多台蒸汽发生器，一对一地设置于多条所述供应支管的进气端上。 10.如权利要求9所述的火箭发动机高空模拟试验设备，其特征在于，所述试验设备还包括： 第一压力传感器，安装于所述真空舱壁面处，以用于检测所述真空舱壁面的第一气压值； 第二压力传感器，安装于所述引射器二次喉道入口平面处，以用于检测所述引射器二次喉道入口平面的第二气压值；以及 第三压力传感器，安装于所述引射器二次喉道出口平面处，以用于检测所述引射器二次喉道出口平面的第三气压值。