固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置及方法
一种固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置及方法，涉及固体火箭发动机领域，装置包括前接头、通道绝热层、模拟工装、模拟壳体、软隔层；模拟工装的内型面与发动机装药结构的二级装药的内型面相同，前接头连接于模拟工装的小直径端，模拟壳体套设于模拟工装大直径端的外部并与模拟工装连接；通道绝热层和软隔层的连接处粘接形式与真实发动机的通道绝热层和软隔层的粘接形式相同；软隔层与模拟工装和模拟壳体的连接形式与真实发动机中软隔层与二级装药和发动机壳体的连接形式相同；前接头和通道绝热层开设有进气口，进气口用于向模拟工装与通道绝热层之间的间隙通气；模拟工装设置多个压力传感器。可重复且快速对软隔层进行模拟实验。
发明专利
CN202311563639.6
2023-11-21
CN117662328A
2024-03-08
F02K9/96(2006.01)
上海新力动力设备研究所
李莎莎;袁斌;程文霞;黄江流;方常青;王森
201109 上海市闵行区中春路1777号
中国航天科技专利中心
贾文婷
上海;31
1.固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：包括前接头(1)、通道绝热层(2)、模拟工装(3)、模拟壳体(4)、软隔层(5)； 模拟工装(3)的内型面与真实发动机装药结构内型面相同，以使试验过程气体通道与真实发动机一致；前接头(1)连接于模拟工装(3)的小直径端，模拟壳体(4)套设于模拟工装(3)大直径端的外部并与模拟工装(3)连接； 通道绝热层(2)的一端卡设于前接头(1)与模拟工装(3)之间并与模拟工装(3)粘接，另一端与软隔层(5)的内圈粘接，软隔层(5)的外侧与模拟壳体(4)粘接、并与模拟工装(3)靠近模拟壳体(4)内壁的边缘位置粘接； 前接头(1)和通道绝热层(2)开设有进气口，进气口的一端用于连接外接气源、另一端与模拟工装(3)与通道绝热层(2)之间的间隙连通； 模拟工装(3)开设有多个贯穿模拟工装(3)的测压孔，每个测压孔中均设置有一个压力传感器(6)。 2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述通道绝热层(2)和软隔层(5)的连接处粘接形式、与真实发动机的通道绝热层(2)和软隔层(5)的粘接形式相同；软隔层(5)与模拟工装(3)和模拟壳体(4)的连接形式与真实发动机中软隔层(5)与二级装药和发动机壳体的连接形式相同。 3.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述进气口包括第一进气口(11)和第二进气口(21)，第一进气口(11)开设于前接头(1)，第一进气口(11)用于连接外接气源，通道绝热层(2)开设有与第一进气口(11)正对的第二进气口(21)，第二进气口(21)的底部延伸至正对模拟工装(3)与通道绝热层(2)之间的间隙。 4.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述模拟工装(3)的大直径端沿着模拟工装(3)的轴向方向、向模拟工装(3)的小直径端延伸，形成连接部(31)，连接部(31)的端部设置有第一法兰盘(32)，第一法兰盘(32)的外径与连接部(31)的外径相等、第一法兰盘(32)的内径小于连接部(31)的内径，模拟壳体(4)的一端设置有第二法兰盘(41)，第二法兰盘(41)与第一法兰盘(32)之间通过螺栓连接。 5.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述模拟工装(3)沿自身轴向方向设置多个测压孔，模拟工装(3)在对应软隔层(5)打开位置环向增加测压孔。 6.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述压力传感器(6)为多通道MEMS光纤压力传感器(6)。 7.根据权利要求6所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述压力传感器(6)采样频率0～1MHz，测量精度0.01％F.S，直径为Ф6mm。 8.根据权利要求1所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置，其特征在于：所述模拟工装(3)包括内型面为圆筒形的通道部、以及连接于通道部一端的装药端部，装药端部与连接部(31)之间为弧形部；通道绝热层(2)与通道部的内型面之间不粘接，软隔层(5)与模拟工装(3)在通道部到弧形部之间的内型面不粘接。 9.固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一所述的固体火箭发动机软隔层快速打开过程模拟试验装置进行模拟，包括： S1:从第一进气口(11)通入冷气，直到软隔层(5)的薄弱处打开，此时获得软隔层(5)的破坏形式和打开压强，破坏形式为软隔层(5)的薄弱处位置，打开压强为软隔层(5)薄弱处打开的压强； S2:根据破坏形式和打开压强对软隔层(5)的设计进行优化，获得优化后软隔层(5)； S3:将拟试验装置中被破坏掉的软隔层(5)拆下，更换上优化后软隔层(5)； S4:从第一接口通入热气，热气的冲击时间和温度与实际发动机一致，直到优化后软隔层(5)的薄弱处被打开，获得优化后软隔层(5)的破坏形式和打开压强； S5:破坏形式和打开压强不满足设计要求，则继续优化软隔层(5)f，并重复进行步骤S3-S4，直到破坏形式和打开压强均满足设计要求。