[发明专利]底排推进剂瞬态泄压燃烧失稳特性测试装置

说明书

技术领域

本发明属于固体推进剂技术领域，特别是一种底排推进剂瞬态泄压燃烧失稳特性测试装置。 

背景技术

AP/HTPB复合推进剂在固体火箭发动机和大口径火炮的底部排气増程技术中得到了广泛的应用。为了精确控制火箭的弹道，提高其工作灵活性，通常需要通过反推力装置实现推力终止，采用快速降压使推进剂熄火是最具吸引力的方法之一；而底排弹所用的AP/HTPB推进剂在弹丸出炮口瞬间，将经历比火箭发动机工况更为恶劣的瞬态泄压过程，可能引起燃烧失稳，影响弹丸射击精度。 

国外早在20世纪60年代就开始对固体推进剂在降压条件下的燃烧特性进行了实验和理论研究。实验表明，存在一个使稳定燃烧的固体推进剂（包括复合型和双基型）熄火的最小降压速率；研究者们提出了几种固体推进剂快速降压熄火机理，主要目的是预测使推进剂熄火所需的临界降压速率。尚未见到国外报道过以底排弹为背景开展的AP/HTPB复合推进剂瞬态泄压燃烧特性研究，国内陆春义等人使用半密闭爆发器模拟底排弹出炮口时的瞬态泄压条件，研究了高降压速率下AP/HTPB复合底排推进剂的瞬变燃烧特性，认为在底排弹出炮口时，底排推进剂可能发生燃烧失稳，基本处于熄火/复燃的临界状态（陆春义等：含能材料，16(6)：587-591，2007）。他们所采用的半密闭爆发器没有观察窗，无法直接观察底排推进剂的燃烧过程，也没有测量推进剂温度分布，能够测试的参数十分有限。赵宏立等人设计了一种含单观察窗的半密闭爆发器，研究了一种双基发射药的瞬态燃烧特性（赵宏立等：火炸药学报，35(1)：64-68，2012）。他们采用黑火药引燃被测样品药柱的点火方式，对于双基推进剂，采用这种方式容易实现点火，但实践表明，对于复合推进剂，这种点火方式是不可靠的。此外，他们也未能测试推进剂燃烧过程中的温度变化。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅能够测试泄压过程中的压力变化，直接观察药条的燃烧情况，还可准确地测量药条的固相温度分布的底排推进剂瞬态泄压燃烧失稳特性测试装置。 

实现本发明目的的技术解决方案为： 

一种底排推进剂瞬态泄压燃烧失稳特性测试装置，包括主燃烧室、点火燃烧室、压力传感器、脉冲电源、数据采集器和计算机，还包括测温组件、泄压组件、光路转换器、高速摄像仪、热电偶测温仪；主燃烧室一端通过螺纹与测温组件连接，另一端通过螺纹与泄压组件连接；主燃烧室侧面上安装有点火燃烧室和压力传感器，主燃烧室上垂直于测压孔的侧面同轴开设两个窗口，密封安装透明观察窗；在透明观察窗前方设置光路转换器，高速摄像仪设置在光路转换器一侧，数据采集器连接压力传感器，热电偶测温仪连接测温组件，脉冲电源连接点火燃烧室；高速摄像仪、数据采集器和热电偶测温仪连接计算机。 

本发明与现有技术相比，其显著优点： 

（1）本发明的结构可以实现对待测药条的可靠点火。 

（2）本发明的结构由于采用了观察窗的设计，可以利用高速摄像仪清晰地拍摄到了瞬态泄压过程中待测药条的燃烧情况，便于观察。 

（3）本发明采用压力传感器和微热电偶的设计，不仅能够测试泄压过程中的压力变化，还可准确地测量药条的固相温度分布。 

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。 

图2是本发明主燃烧室的结构组成与连接关系示意图。 

图3是本发明主燃烧室及其相连各部件的结构组成与连接关系示意图。 

图4是本发明待测药条紧固结构示意图。 

图5是本发明典型的瞬态燃烧过程压力-时间变化曲线。 

图6是本发明典型的待测药条固相温度-时间变化曲线。 

具体实施方式