[发明专利]一种微药柱实时燃速测试装置与方法

说明书

本发明提出一种微药柱实时燃速测试装置及其方法，包括透明窗燃烧室、可升降支撑平台、透明装填室、点火丝连接装置、供压稳压系统、高速摄影系统、压强传感器、铜棒和点火系统；利用高速摄影系统、以及所述透明装填室上设置的给光透明窗和拍摄透明窗的配合对微药柱实时燃速进行拍摄；利用点火丝连接装置调节点火丝连接杆的高度使得点火丝与微药柱上端面在同一高度上，点火丝与微药柱充分接触，固定好点火丝连接杆的位置，此装置可保证对微药柱稳定点火和点火的一致性。本发明的装置安装操作简单，安全，可以随时测试，准备时间短。

技术领域

本发明属于固体推进剂燃速测量领域，主要是涉及一种微药柱实时燃速测试装置及其方法。

背景技术

随着科学技术的发展，制造技术的不断提升，固体火箭发动机运用的范围越来越广，对固体火箭发动机的设计要求也越来越高，在众多的固体火箭发动机的性能参数中，固体推进剂的燃速是影响固体火箭发动机设计方案与性能的重要因素。微推进系统对微固体发动机的性能要求越来越高，需要我们对微型药柱的燃烧有着更深的认识，微尺度下固体推进剂燃速的测量，燃烧模型的探索，都需要设计新的实验装置。

我国现有的推进剂燃速的测试方法主要有静态的靶线法、水下声发射法；动态的有多靶线准动态燃烧性能测试方法、超声波动态燃速测试法、密闭爆发器动态测试技术等。

国军标规定的靶线法和水下声发射法，都是测试在初温和压强保持不变的条件下固定长度的固体推进剂药条的燃烧时间，由此计算平均燃速，以平均燃速来表示燃速的大小。靶线法和水下声发射法对药条的限制尺寸较大，不适用测微小药柱(L≤10mm)的燃速；且水下声发射法不适宜测低燃速的推进剂燃速。

西安电子科技大学刘科祥等人(中国专利：申请号201110039790.0)发明了一种固体推进剂多靶线准动态燃烧性能测试系统；此系统可以阶段性的反映固体推进剂燃速随压强变化而变化的情况，可方便、快捷地测出固体推进剂的燃速压强指数，属于动态测试范畴，测试结果比静态的靶线法和水下声发射法更接近固体推进剂在固体火箭发动机中燃烧的实际情况。但是此系统测试过程比较繁琐，通常用来测量15Mpa以下的推进剂燃速的特性，且对药条的尺寸限制较多，不可测微小尺寸(L≤10mm)的药条，不能以图像的方式实时反映燃烧情况。且点火丝采用穿过药柱与铜棒相连的方式来对药柱进行点火，对于常规尺寸药柱来说简单可行，但对于微药柱来说，此方法会破坏药柱的力学性能，打孔易造成药柱破碎，且操作起来不便。

西安电子科技大学的刘科祥等(中国专利：申请号200610043161.4)利用声发射法提供了一种固体推进剂燃速测试系统，它涉及测试仪器技术领域,其目的是采用该系统以提高对固体推进剂燃速的测试精度和测试效率,实现对测试数据进行管理与数据自动处理,并实现测试过程的自动化。该系统是在现有技术的基础上采用了计算机技术,系统由燃烧室、信号采集装置、气路、水路与温度调控装置和特别设计的系统控制装置组成。但该系统较为复杂，涉及较多部件，对推进剂的尺寸限制大，不可测微小尺寸(L≤10mm)的药条.不能以图像的方式实时反映燃烧情况。

裴庆等(中国专利：申请号201110039792.X)发明了固体推进剂超声波动态燃速测试系统，此系统包括燃烧室及配气单元、测试控制单元，在燃烧室顶部或底部设置有超声波发射或接收单元。本系统可以在一次测试中测得固体推进剂静态燃速、动态燃速、燃速压强指数和燃速温度敏感系数等参数，是静态测试设备测试效率的十倍；但是该系统操作较复杂，对推进剂的尺寸也有着较大限制，不可测微小尺寸(长度为2～10mm,直径为0.8～5mm)的药条,不能以图像的方式实时反映燃烧情况；且点火丝直接与铜柱相连的做法不适用于微药柱的点火，连接不稳定，操作不方便，可靠性低。