[发明专利]一种超高速弹药喉衬烧蚀性能测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种超高速弹药喉衬烧蚀性能测试装置及测试方法，能模拟喷管喉衬在高温、高压、富氧条件下的烧蚀现象。该装置包括液压系统1、试验釜11、气源系统2、控制系统17、数据获取系统15通过数据获取系统实现温度、压力、浓度等参数的实时采集和实时观察试验釜内的燃烧情况。本发明与现有试验装置与方法相比，能模拟喷管喉衬在富氧、高温、高压下的烧蚀现象，可连续获取不同温度、压力、氧气浓度下的烧蚀特性，降低了试验周期，且结构简单、成本较低、自动化程度较高，通过所述测试方法获得的喉衬金属烧蚀数据可以为喷管喉衬的设计提供支撑。

技术领域

本发明属于弹药领域，涉及一种新型烧蚀性能测试装置，具体涉及一种对超高速弹药喉衬进行高温高压富氧条件下烧蚀性能测试的实验装置及测试方法。

背景技术

在现代军事领域中，为增加射程或提高命中目标时的毁伤能力，弹箭的飞行速度大幅提高，达到1800～2000m/s，未来发展的速度将更高。超高速飞行的弹箭在飞行过程中产生严酷的烧蚀现象，喷管喉衬的烧蚀即是其中之一。发动机工作时，由于高温燃气向喷管表面传热速度过快，喷管喉衬的温度迅速上升，热烧蚀严重，进而引起喷管喉部面积增大，推力减少，大大降低发动机性能。因此，快速准确的获得喷管喉衬的烧蚀性能，分析其金属燃烧特点，可以指导喷管喉衬的设计和选型，为弹箭打得远、打的准、打的狠提供有力支撑。

但是目前喷管喉衬烧蚀性能大都是通过打发动机试验获得的，造价大成本高，且要制作完整的发动机，工序繁琐，试验周期较长，试验数据残缺不全，不能满足超高速弹箭设计的要求。因此需要设计一种能够模拟喷管喉衬在高温高压及富氧条件下烧蚀的工况条件，且具备温度、压力等实时检测手段的测试装置，能够让喉衬在高温高压及富氧条件下烧蚀的同时还能检测其带来的温度和压力变化，并测试其烧蚀率。

实用新型专利CN205428337U公开了一种化学实验专用金属燃烧观察容器，通过将燃烧置入容器罩内，并通过固定夹和点燃装置的配合使得金属条燃烧可独立进行，大大提高其操作的安全性；实用新型专利CN2465184Y公开了一种金属燃烧速率试验仪，通过高压气源对金属试样进行点燃，通过热电偶对金属的燃烧进行感知，用计算机控制点燃物质并进行数据采集和处理，最终获得金属物质传播燃烧的能力；专利CN106501311A公开了一种富氧条件下液体燃烧性能的测试装置及测试方法，该装置将燃烧至于一端封闭、一端敞开的玻璃容器中，通过滴管将液体滴落至燃烧盘上，将燃烧盘加热使液体点燃，使用红外热象仪记录液体燃烧的温度波形，并结合所滴加液体的质量得到待测液体的燃烧性能数据。以上三种专利中第一项专利与本发明最为接近。

但是实用新型专利CN205428337U的装置存在以下缺点：(1)试验釜不具备自动开合功能，需要由人工打开，但是容器罩往往体积大，重量大，人员劳动强度大；(2)没有观察视窗和在线检测装置，不能观察喷管喉衬的烧蚀状态，也无法得到其烧蚀过程的温度、压力、氧气纯度等参数，无法指导喉衬设计，且没有安全防护措施；(3)没有提供系统的金属燃烧性能测试的方法。因此需要开发一种能够产生高温、高压、富氧条件的且具备温度、压力、氧气纯度等检测手段的测试装置，并结合此装置，开发一套喷管喉衬烧蚀性能检测的测试方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，自动化程度较高，具备在线检测手段的喷管喉衬烧蚀性能检测装置。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种超高速弹药喉衬烧蚀性能测试装置，其特征在于包括：液压系统、试验釜、气源系统、控制系统、数据获取系统。

上述超高速弹药喉衬烧蚀性能测试装置，所述液压系统为C型单臂油压机，其空间利用率高，便于测试人员进行操作。

上述超高速弹药喉衬烧蚀性能测试装置，所述试验釜由固定釜、移动釜、密封圈组成；所述固定釜通过上连接板与所述液压系统顶面相连，所述移动釜通过下连接板与所属液压系统底面相连；所述密封圈安装于固定釜和移动釜中间，用于固定釜和移动釜的密封。