[发明专利]固体推进剂多靶线动态燃烧性能测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体推进剂动态燃烧性能测试系统，特别是固体推进剂多靶线动态燃烧性能测试系统及方法。

背景技术

在固体推进剂的研制和生产中，以及固体发动机研制初期，推进剂燃速及其燃速压强指数、燃速温度敏感系数等技术参数，直接影响着火箭发动机的内弹道性能、飞行速度和稳定工作。现有测量静态燃速特性检测主要采用氮气靶线法或水下声发射法。这两种方法都是在恒定压强和温度条件下测试固体推进剂试样药条的燃速，需要对若干压强点分别进行静态燃速的测试，得出特定范围内的燃速压强指数需要数十次重复的单点燃速测试，测试效率较低，对样品的需求量也较多。

比较成熟的固体推挤动态燃速测试方法是发动机法，使用模拟发动机或标准发动机安装在静止的试车台上，点火测试其发动机推力曲线、压强曲线和推进剂工作时间，计算出推进剂的燃烧参数，来真实或近似真实的表征推进剂的燃烧性能。但是该方法推进剂用量大，成本太高，测试人员多，测试过程复杂，也存在测试安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、高效、快捷的固体推进剂多靶线动态燃烧性能测试系统及方法，以缩短固体推进剂的研制生产周期。

本发明的目的是这样实现的，固体推进剂多靶线动态燃烧性能测试系统，至少包括：

燃烧室单元，提供固体推进剂试样燃烧的燃烧室及测试所需的初始环境；

配气温控单元，用于提供燃烧室测试所需的压强温度环境；恒温浴的循环管路环绕在燃烧室壁，通过调节恒温浴的循环液温度以控制燃烧室的温度；气路单元包括管道、高压气瓶、缓冲气瓶、高压进气阀、缓冲进气阀、排气阀、增压泵及压强表，使燃烧室形成恒压或者密闭环境；

测控单元，点火电路通过点火线将点火信号转换为可点火的电流，点火线通过连接的镍铬合金丝引燃烧固体推进剂药条，阀门控制电路控制高压进气阀、缓冲进气阀、排气阀，通过高压气瓶、缓冲气瓶调节燃烧室压力；在固体推进剂药条上有间隔分布的多靶线，间隔分布的多靶线与多靶线信号检测电路电连接，多靶线信号检测电路将多靶线的信号输入到处理电路的接口端，通过处理电路处理，分别得到在点火命令后每一个多靶线在固体推进剂药条燃烧过程中的与地接通电压的变化，没燃烧时，多靶线分别为低电位或高电位，依据检测电路的情况而定，当固体推进剂药条燃烧烧断其中一根时，对应的靶线与地断开，上拉电阻或下拉电阻使其电压由低电位变高电位或高电位变低电位；通过将固体推进剂药条燃烧过程中不同位置的靶线电位变化信号通过通信电路传送到数据综合处理单元的主机，由主机处理，主机控制显示器/打印机给出温度场时间、位置分布图；同时，燃烧室内的温度压强传感器将燃烧室内的温度压强电信号通过滤波放大电路进行滤波放大处理，然后通过处理电路或AD转换电路得到燃烧室内的温度值、压强值，燃烧室内的温度值、压强值传送到数据综合处理单元处理；

数据处理单元,包括一控件，控件支持如下模块运行：

系统模块，系统模块进行初始测试参数和测试数据采集参数的设定；

控制模块，控制模块进行压强控制、温度控制和点火控制操作；

测量模块，测量模块用于压强采样、温度采样、波形显示和绘制、数据保存；

数据处理模块，数据处理模块进行测试数据的有效性判别，分析燃烧室内压强、温度实时变化，结合多靶线电位变化的时间，获得药条的燃烧规律，计算实时燃速、计算压强指数与温度敏感系数和打印报告单；

数据管理模块，数据管理模块进行数据存储、检索和导出操作。

所述的燃烧室单元包括：燃烧室及燃烧支架，燃烧室壁有环绕管路，连接恒温浴；燃烧室有气孔及温度压强传感器的安装孔，通过气孔和安装孔分别连接气路单元和温度压强传感器，气孔处设有过滤网；燃烧支架设有定位栅，用于定位连接多靶线及点火线，金属杆起支撑和地线作用；点火线与多靶线的输出端使用耐高温线缆连接到测控单元；燃烧支架的下端有坩埚，坩埚用于支撑固体推进剂药条和收集燃烧物。

所述的燃烧支架与燃烧室通过螺纹口旋转密封连接。

固体推进剂多靶线动态燃烧性能测试方法，至少包括：

步骤200，打开测试控件，调整为动态测试方式，在界面输入各项参数，确定并保存；

步骤201，打开缓冲进气阀；

步骤202，检测燃烧室压力；

步骤203，燃烧室压力是否达到测试要求，是继续步骤205；不是，进行步骤204；

步骤204，燃烧室压力大于测试要求，是，继续步骤206；不是，继续步骤207；

步骤205，关闭缓冲进气阀门，点火；