[发明专利]一种用于固体推进剂燃速的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种用于固体推进剂燃速的测试装置,其特征在于:包括点火器、气缸、活塞、安全膜、压力传感器、点火药包A、燃烧器、点火药包B、喷管,所述燃烧器为一端开口的圆筒形结构,喷管固定在燃烧器侧壁上部,与喷管相对的燃烧器侧壁上有凸台孔,气缸固定在燃烧器外侧,活塞杆的一端穿过燃烧器上凸台孔与燃烧器内喷管端部相对,且气缸、活塞与喷管位于同一轴线上,点火器位于燃烧器的外部,点火药包B放置在燃烧器内,点火药包A放置在气缸内活塞前面,两个点火药包分别与点火器连接,燃烧器端盖与燃烧器开口端凸缘通过螺栓固连,燃烧器端盖上安装有安全膜和压力传感器。

2.一种采用权利要求1所述的燃速测试装置进行固体推进剂燃速测试的方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤1.确定固体推进剂形状和尺寸,将固体推进剂一端面和侧面进行包覆，在燃烧器与气缸内分别放置点火药包B和点火药包A；点火器的两路点火电流均为6A；

步骤2.启动数据采集系统，通过压力传感器记录燃烧器内的压强，数据采集系统同步记录点火器点燃第2路点火药包A的点火信号；

步骤3.实验时点火器发出第1路点火信号将点火药包B点燃，点火药包B点燃固体推进剂，燃气从喷管排出，燃烧器内压强逐渐达到平衡值；

步骤4.当燃烧器内压强平稳后，点火器发出第2路点火信号，点火药包A点燃，点火药包A产生高压燃气推动气缸内活塞运动，活塞的前端面与燃烧器内喷管出口接触封闭，燃烧器内压强上升，推进剂燃烧完毕，实验结束；

步骤5.数据处理；

(1)在测试得到的燃烧器压强～时间数据曲线上，分别读取点火药包A点燃前和点燃后对应的推进剂燃烧时间t₁和t₂；

(2)燃烧器的压强、推进剂燃速和推进剂药柱高度需满足以下关系式:

r=r0exp(∫t1td2Pdt2+1ρPRgT-P[(dPdt)2+dPdt]dPdtdt)---(1)]]>

L=r0t1+∫t1t1+t2rdt---(2)]]>

式中:r为推进剂燃速，P为燃烧器压强，t为时间，ρ_P为推进剂密度，R_g为燃气的气体常数，T为燃气温度，L为推进剂药柱的高度；

(3)利用数值计算方法，结合试验数据获得的压强～时间曲线，编写计算程序，通过公式(1)和公式(2)求解出燃速～时间曲线，由实验获得的压强～时间曲线即可得到燃速～压强曲线。