[发明专利]一种用于测定固体火箭发动机燃烧不稳定性的脉冲发生器

说明书

本发明涉及一种用于测定固体火箭发动机燃烧不稳定性的脉冲发生器，属于固体火箭发动机技术领域。本发明所述脉冲发生器采用药量调节脉冲大小、推进剂控制时序、将脉冲源与推进剂整合一体安置在T型燃烧器内部的设计方式，脉冲发生器在装药时，脉冲源与推进剂整合为一体，能够通过推进剂的药量来控制脉冲激励的时序，在需要施加激励的时候直接由推进剂点燃，不需要外加点火时序控制装置。脉冲发生器可以添加不同量、不同位置的脉冲源，实现不同需求的脉冲激励，更加简单、安全和可靠。本发明容易操作，成本低廉，具有很好的效果。

技术领域

本发明涉及一种用于测定固体火箭发动机燃烧不稳定性的脉冲发生器，尤其涉及一种通过T型燃烧器测定固体火箭发动机不稳定燃烧压力耦合响应函数所使用的脉冲发生器，属于固体火箭发动机技术领域。

背景技术

随着航天运载火箭技术的发展，特别是对大推力火箭发动机需求的不断提高，众多运载火箭采用了大长径比、高装填、高能推进剂的固体火箭发动机。此类发动机的共同特点是，容易在流场内产生流动不稳定性，而且发动机燃烧稳定性随工作时间不断变差，在工作末期极易出现不稳定燃烧现象。固体火箭发动机不稳定燃烧又称为燃烧不稳定或振荡燃烧，是发动机研制过程中经常遇到的棘手问题之一，其基本特征是燃烧室压力、燃速以发动机内声腔固有频率作周期或近似周期性的变化。不稳定燃烧现象将会引起内弹道曲线异常，燃烧室内的压力振荡与发动机壳体耦合，会导致火箭的制导系统受到干扰，如果压力振荡幅值持续增大，严重时会引起发动机爆炸，导致灾难性后果。传统的理论知识与工程方法难以消除此类发动机内的不稳定燃烧现象，因此，只能针对复合推进剂压力耦合响应等关键增益机理开展深入研究。

压力耦合响应函数，是固体推进剂燃烧稳定性的一个特征量，也是预估固体火箭发动机燃烧稳定性的重要参数。自20世纪50年代以来，科研人员一直在研究燃烧响应理论，逐步弄清了一些不稳定燃烧的机理。但是，由于压力耦合响应函数是频率、推进剂组份、燃烧室平均压力等的函数，现有的理论无法准确的确定推进剂压力耦合响应函数，只能通过试验获得所需数据。通过几十年的研究，现已发展了多种测定压力耦合响应函数的方法，其中比较成熟且广泛采用的方法是T型燃烧器脉冲法。

利用T型燃烧器脉冲法测定压力耦合响应函数，实质上就是为T型燃烧器安装两个脉冲发生器。T型燃烧器脉冲法的工作原理是，在试件的燃烧过程中和燃烧刚刚结束时，各施加一次脉冲。由于试件增益小于阻尼，两次脉冲所激发的振荡均按指数规律衰减。第一次脉冲的衰减常数包含有燃面增益和声腔的阻尼，第二次脉冲只含有阻尼。如果假定燃烧期和燃烧结束后瞬间的阻尼是相同的，则燃面的增益系数可以通过两次脉冲的衰减常数计算出。因此，脉冲发生器的两次脉冲激励关键且重要。

目前，现有的与T型燃烧器配套工作的脉冲发生器，主要为外加的脉冲触发激励装置，存在系统复杂、操作繁琐、可靠度低等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提出一种新的脉冲发生器，用于通过T型燃烧器脉冲法研究固体火箭发动机燃烧不稳定现象。

本发明所述脉冲发生器,采用药量调节脉冲大小、推进剂控制时序、将脉冲源与推进剂整合一体安置在T型燃烧器内部的设计方式，消除了常用的外加脉冲触发激励装置系统复杂、可靠度低的缺陷，极大的简化整体结构。该脉冲发生器在装药时，脉冲源与推进剂整合为一体，能够通过推进剂的药量来控制脉冲激励的时序，结构简单。该脉冲发生器可以添加不同量、不同位置的脉冲源，实现不同需求的脉冲激励，更加简单、安全和可靠。本脉冲发生器直接设计在T型燃烧器燃烧室内部，在需要施加激励的时候直接由推进剂点燃，不需要外加点火时序控制装置，结构简单，容易操作，成本低廉，具有很好的效果。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种用于测定固体火箭发动机燃烧不稳定性的脉冲发生器，包括推进剂、脉冲源和包覆层。

推进剂和脉冲源共同作为脉冲发生器的装药，被包覆层包裹，并采取“推进剂-脉冲源”交替的方式进行安置，且彼此之间紧密无隙。