[发明专利]一种用于T型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置

说明书

技术领域

本发明属于高压强外部脉冲激励装置，具体涉及一种用于T型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置。

背景技术

复合推进剂的压强耦合特性作为影响固体火箭发动机中燃烧不稳定的重要因素之一，一直受到国内外研究者的重视。对于固体推进剂来说，压强耦合特性通常用压强耦合响应函数来表征，而压强耦合响应函数则需通过实验测量手段获得。目前，实验测试多采用T型燃烧器方法。T型燃烧器的主要特点是喷管开在燃烧室的中间位置，这样可以减小声能损失，容易激发振荡。T型燃烧器通常采用管状燃烧室，在燃烧室两端分别安装两片厚度一样的推进剂，并使其同时点燃，这样使得全部燃烧表面处在相同的声环境中。理想状态下，两块推进剂同时燃烧完。当出现轴向声压振型时，T型燃烧器两端各阶频率的压强振荡幅值最大，与推进剂燃烧耦合产生的增益最大。且两端的声波速度、横向流动速度以及平均流速均为0，从而剥离了速度耦合响应的影响。T型燃烧器所能测量的轴向模态振荡频率主要取决于燃烧器长度L，以及燃烧产物的温度Tf，其表达式为f＝naL。其中n为声模态数，a为发动机中的当地声速，与Tf有关。通常情况下，根据T型燃烧器内的声压振荡模式，可在燃烧器两端和中间三处位置进行压强测量，根据压强变化情况，可获得相应的振荡频率。

对于不含金属粒子的固体推进剂来说，T型燃烧器自身容易产生自激振荡现象，可较好的测量推进剂压强耦合响应函数。但对于含有大量金属粒子的复合推进剂来说，由于燃烧产物凝相粒子阻尼的存在，使得实验系统产生自激振荡较为困难，从而不能准确的测量出推进剂的压强耦合响应函数。因此，在T型燃烧器不能产生自激振荡的前提下，提出了外部激励的方法。因此，发展一种能够精确控制触发压强的脉冲激励装置是研究T型燃烧器复合推进剂压强耦合响应函数的前提和基础。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于T型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置，在发动机燃烧室高温、高压工作条件下，根据外部时序瞬间向燃烧室中喷射高压燃气，从而形成对燃烧室工作压强变化的强激励，用于研究固体推进剂的压强耦合响应。

技术方案

一种用于T型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置，其特征在于包括脉冲器喷口1、脉冲器挡板3、堵头4、O型密封圈5、密封承压片6、绝热套7、测压座8、脉冲器壳体9、点火密封塞10和点火压帽11；脉冲器壳体9为圆柱形结构，内部为台阶状空腔，一端设有通孔，通孔上安装点火压帽11，与点火压帽11衔接的是点火密封塞10；脉冲器喷口1插入脉冲器壳体9的另一端，依次设有脉冲器挡板3、密封承压片6、绝热套7和嵌入在密封承压片6中心通孔上的堵头4，堵头紧贴在密封承压片上；密封承压片6与脉冲器壳体9侧面相接部位之间设有用于密封的O型密封圈5，脉冲器挡板3与密封承压片6之间、密封承压片6与脉冲器壳体9相接台阶之间和脉冲器喷口1与脉冲器挡板3之间均设有用于密封的石墨纸垫；绝热套7与点火压帽11之间为放置点火药包的空腔，空腔部位的脉冲器壳体9上设有一个通孔状的测压座8；所述脉冲器挡板3为凹形结构，端面上均匀分布多个通孔，堵头4的台阶圆盘位于凹形槽内。

所述脉冲器挡板3上的单个通孔直径小于脉冲器喷口的直径，并且所有通孔面积之和为脉冲器喷口横截面积的2~3倍。

所述密封承压片内孔直径大于脉冲器喷口直径。

所述绝热套6为杯状且底端开孔形状，孔径与密封承压片孔径相同。

所述的绝热套6采用C/C绝热衬套。

有益效果

本发明提出的一种用于T型燃烧器的高压强外部脉冲激励装置，在脉冲激励装置的燃烧室内，利用点火头点燃给定质量的黑火药，使之产生所要求压强和温度的燃气（压强要高于T型燃烧器内的平衡压强），顶开密封堵头，通过脉冲器喷口进入T型燃烧器内，从而形成所需的压强扰动（即脉冲）。通常情况下，脉冲器应能输入和T型燃烧器装药产生的燃烧产物完全相同的气体-颗粒混合物，而且应能保证激发基频振荡模态。

本发明应用于T型燃烧器工作中间时刻和推进剂刚刚燃烧结束时刻，使自身较难产生自激振荡现象的T型燃烧器内产生声振荡现象。从而在精确的点火时序控制下，开展对含铝推进剂的压强耦合特性实验测量工作。

本发明的特点就是可以在固体火箭发动机工作过程中，以脉冲触发激励的方式向发动机燃烧室内喷入高温、高压燃气，从而形成所需的压强扰动(即脉冲)，并使燃烧室内产生声振荡现象。

附图说明

图1：本发明装置的的结构图；