用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn)象的雙噴管模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn) 象的雙噴管模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中為了提高比沖與縮短發(fā)動(dòng)機(jī)整體長度，通常在推進(jìn)劑 中加入金屬粉末。然而在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，隨著燃面的推移在潛入噴管背壁區(qū)域逐漸形 成一個(gè)空腔，該空腔內(nèi)存在復(fù)雜的回流區(qū)，由于顆粒相具有較大的慣性，不容易追隨流線， 因此在氣流偏轉(zhuǎn)較大的噴管背壁區(qū)域容易同氣流分離進(jìn)而進(jìn)入回流區(qū)，繼而沉積在空腔內(nèi) 成為烙渣;大型分段式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)水平試車結(jié)束時(shí)，在下表面上有大量沉積的存在。目 前，在有顆粒相沉積的條件下，對(duì)于絕熱層的燒蝕現(xiàn)象的研究比較缺乏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn)象的雙噴管模擬 裝置，W研究固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在顆粒相沉積條件下絕熱層的燒蝕現(xiàn)象。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn)象的雙噴管模 擬裝置，包括用于燃燒固體推進(jìn)劑的燃?xì)獍l(fā)生器，燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)部設(shè)有推進(jìn)劑和用于點(diǎn)燃 推進(jìn)劑的點(diǎn)火藥包，燃?xì)獍l(fā)生器的一端密封設(shè)置，燃?xì)獍l(fā)生器的另一端依次同軸連接收斂 段、沉積器和凹腔并形成貫通的腔體；
[0005] 燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)徑大于沉積器的內(nèi)徑，收斂段為光滑收縮的中空錐形腔體，收斂 段內(nèi)靠近沉積器的一端固定安裝有用于調(diào)節(jié)燃?xì)庵蓄w粒相濃度的調(diào)節(jié)環(huán)，沉積器的外壁上 對(duì)稱連通設(shè)置有兩個(gè)用于排氣的反向噴管，凹腔的出口端通過蓋板密封，蓋板的內(nèi)側(cè)設(shè)置 有絕熱層試件；
[0006] 燃?xì)獍l(fā)生器中燃燒產(chǎn)生的氣固混合物流經(jīng)收斂段，用W調(diào)節(jié)其中顆粒相濃度，再 流向沉積器，其中，顆粒相沉積至絕熱層試件的表面，氣相通過兩個(gè)反向噴管排出。
[0007] 進(jìn)一步的，燃?xì)獍l(fā)生器的密閉端連接有用于固定燃?xì)獍l(fā)生器的前封頭頂桿。
[000引進(jìn)一步的，點(diǎn)火藥包位于推進(jìn)劑的中屯、位置旁。
[0009] 進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)環(huán)為內(nèi)壁光滑收縮的環(huán)狀鋼圈。
[0010] 進(jìn)一步的，兩個(gè)反向噴管與沉積器的軸線夾角均為40°~80°。
[0011] 進(jìn)一步的，蓋板上設(shè)置有用于測(cè)量顆粒相沉積對(duì)絕熱層試件傳熱量的熱電偶。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、使用方便;實(shí)驗(yàn)裝置通過改變調(diào)節(jié)環(huán)直徑 或凹腔的沉積深度，從而調(diào)節(jié)顆粒相濃度，來模擬大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在噴管背壁凹腔內(nèi) 顆粒相沉積條件下絕熱層的燒蝕現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn)象的雙噴管模擬裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0014] 圖中，1.前封頭頂桿，2.燃?xì)獍l(fā)生器，3.推進(jìn)劑，4.點(diǎn)火藥包，5.收斂段，6.調(diào)節(jié)環(huán)， 7. 沉積器，8.反向噴管，9.絕熱層試件，10.蓋板，11.熱電偶，12.凹腔。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016] 本發(fā)明提供了一種用于研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕現(xiàn)象的雙噴管模擬裝置，如 圖1，包括用于燃燒固體推進(jìn)劑的燃?xì)獍l(fā)生器2,所述燃?xì)獍l(fā)生器2內(nèi)部設(shè)有推進(jìn)劑3和用于 點(diǎn)燃推進(jìn)劑3的點(diǎn)火藥包4,所述燃?xì)獍l(fā)生器2的一端密封設(shè)置，所述燃?xì)獍l(fā)生器2的另一端 依次同軸連接收斂段5、沉積器7和凹腔12并形成貫通的腔體；
[0017] 所述燃?xì)獍l(fā)生器2的內(nèi)徑大于所述的沉積器7的內(nèi)徑，所述收斂段5為光滑收縮的 中空錐形腔體，所述的收斂段5內(nèi)靠近沉積器7的一端固定安裝有用于調(diào)節(jié)燃?xì)庵蓄w粒相濃 度的調(diào)節(jié)環(huán)6,所述的沉積器7的外壁上對(duì)稱連通設(shè)置有兩個(gè)用于排氣的反向噴管8,所述凹 腔12的出口端通過蓋板10密封，所述蓋板10的內(nèi)側(cè)設(shè)置有絕熱層試件9;
[0018] 所述燃?xì)獍l(fā)生器2中燃燒產(chǎn)生的氣固混合物流經(jīng)收斂段5,用W調(diào)節(jié)其中顆粒相濃 度，再流向沉積器7,其中，顆粒相沉積至絕熱層試件9的表面，氣相通過兩個(gè)反向噴管8排 出。
[0019] 燃?xì)獍l(fā)生器2為空屯、圓柱體，燃?xì)獍l(fā)生器2的一端密閉并安裝有前封頭頂桿1，前封 頭頂桿1用來固定燃?xì)獍l(fā)生器2,燃?xì)獍l(fā)生器2的另一端與收斂段5的入口端連通。前封頭頂 桿1與推力墳相頂，使得燃?xì)獍l(fā)生器2固定于試車臺(tái)架上。
[0020] 燃?xì)獍l(fā)生器2內(nèi)設(shè)置有推進(jìn)劑3和用于點(diǎn)燃推進(jìn)劑3的點(diǎn)火藥包4,點(diǎn)火藥包4位于 推進(jìn)劑3的中屯、位置旁。點(diǎn)火藥包4連接至設(shè)置在燃?xì)獍l(fā)生器2外壁上的點(diǎn)火電源，通過點(diǎn)火 藥包4可W點(diǎn)燃推進(jìn)劑3W產(chǎn)生燃?xì)鈿饬鳌?br>[0021] 收斂段5的燃?xì)馊肟诙顺叽绱笥谄淙細(xì)獬隹诙顺叽?，保證了所述燃?xì)獍l(fā)生器2的 內(nèi)徑大于所述的沉積器7的內(nèi)徑，收斂段5的燃?xì)獬隹诙斯潭ò惭b有用于調(diào)節(jié)燃?xì)庵蓄w粒相 濃度的調(diào)節(jié)環(huán)6。調(diào)節(jié)環(huán)6為內(nèi)壁光滑收縮的環(huán)狀鋼圈。調(diào)節(jié)環(huán)的外徑固定尺寸，內(nèi)徑尺寸設(shè) 計(jì)為多種，實(shí)際工作中選擇合適內(nèi)徑尺寸的調(diào)節(jié)環(huán)6安裝在收斂段5與沉積器7相鄰的端部， 用W調(diào)整可燃混合物中顆粒相的濃度，由數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)結(jié)果可知，粒子沖刷速度和濃度 增加與調(diào)節(jié)環(huán)6直徑增加并不是簡單線性關(guān)系，因而根據(jù)實(shí)際模擬裝置的工作狀態(tài)，通?？?W設(shè)置多個(gè)內(nèi)徑尺寸不同的調(diào)節(jié)環(huán)6,例如直徑分別為40mm，45mm，50mm，60mm和80mm。
[0022] 蓋板10上設(shè)置有用于測(cè)量顆粒相沉積對(duì)絕熱層試件9傳熱量的熱電偶11，通過該 熱電偶11可W測(cè)量絕熱層試件的傳熱量。
[0023] 本發(fā)明的工作過程為:將燃?xì)獍l(fā)生器2殼體固定于試車臺(tái)架，前封頭頂桿1與推力 墳相頂;推進(jìn)劑3與點(diǎn)火藥包4裝于燃?xì)獍l(fā)生器2前端，注意點(diǎn)火藥包4應(yīng)懸掛于推進(jìn)劑3藥面 中屯、；點(diǎn)火藥包4經(jīng)24V點(diǎn)火電源