[发明专利]多喷管火箭喷流试验系统

说明书

多喷管火箭喷流试验系统，包括：模拟箭体、试验平台以及用于降低噪声及保护试验平台的喷水设备；模拟箭体与试验平台的外廓尺寸按照实际结构尺寸等比设计或者进行线性缩放，喷水设备的喷水总流量为实际喷水总流量的k²倍，喷水速度与实际产品保持一致，模拟箭体按照预设的试验高度固装在试验平台上，并在试验时产生燃气，通过安装在模拟箭体以及试验平台上的传感器采集试验过程中的温度、压力、热流、噪声；所述的k为模拟箭体与试验平台的外廓尺寸与实际结构尺寸的比值。

技术领域

本发明涉及一种多喷管火箭喷流试验系统。

背景技术

运载火箭起飞力热环境决定着运载火箭安全性，也是火箭系统及其各分系统综合防护系统设计的依据，更是运载火箭发射工程新技术应用的基础。

喷流试验系统是运载火箭发射前专门用于研究火箭起飞力热环境的专项试验系统。以往的喷流试验系统通常只模拟自由喷流状态下的喷流噪声，不考虑实际地面发射系统对燃气流的扰动效应或者仅加入局部阻挡物，试验数据多用于理论研究，不能反映实际发射工况下的箭体与地面发射系统噪声环境，无法指导箭体与地面发射系统的工程设计，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提出一种运载火箭喷流试验系统，能够用于研究火箭发射过程中燃气流场分布、噪声场分布、喷水降噪效果以及箭体起飞力热环境和发射系统热防护性能。

本发明的技术解决方案是：多喷管火箭喷流试验系统，包括：模拟箭体、试验平台以及用于降低噪声及保护试验平台的喷水设备；模拟箭体与试验平台的外廓尺寸按照实际结构尺寸等比设计或者进行线性缩放，喷水设备的喷水总流量为实际喷水总流量的k²倍，喷水速度与实际产品保持一致，模拟箭体按照预设的试验高度固装在试验平台上，并在试验时产生燃气，通过安装在模拟箭体以及试验平台上的传感器采集试验过程中的温度、压力、热流、噪声；所述的k为模拟箭体与试验平台的外廓尺寸与实际结构尺寸的比值。

优选的，所述的试验平台包括试验台基座、模拟发射台、试验工装；

所述的试验台基座上表面连接固定模拟发射台与试验工装，并通过试验台基座的支腿将载荷传递至地面；试验工装将模拟箭体吊装在距离固定模拟发射台预设高度处；试验台基座预设导流槽，用于排导发动机产生的高温高压燃气，所述导流槽按原型尺寸进行比例k的线性缩放。

优选的，所述的试验工装包括龙门架、球铰或法兰、钢丝绳；

对称立柱组合龙门架一端固装在试验台基座上，模拟箭体上端采用球铰或者法兰固定，球铰或者法兰与所述龙门架的另一端刚性连接；模拟箭体的下端利用可调牵拉钢丝绳固定，用于保证模拟箭体的垂直度满足试验要求。

优选的，所述的喷水设备包括设置在模拟发射台内部的流道、以及与所述流道连通安装在模拟发射台上表面以及导流孔侧面的喷头组成；位于模拟发射台上表面的喷头保证整个模拟发射台上表面覆盖水。

优选的，所述的位于模拟发射台上表面的喷头正对发射台上表面的出水口为扇形且出水口方向斜向下。

优选的，所述的出水口方向与水平面的夹角10±5°。

优选的，所述的位于导流孔侧面的喷头出水口方向与水平面的夹角27±5°.

优选的，所述的模拟发射台高度可调。

优选的，所述的试验平台还包括上定位工装、下定位工装；下定位工装与模拟发射台上的导流孔配合，确定模拟发射台的中心，上定位工装为具有一定高度的圆筒结构，圆筒的底面为定位基准面；所述的下定位工装上表面设置与所述定位基准面形状一致的凹槽；模拟箭体安装在所述的圆筒内，通过所述的定位基准面与所述凹槽配合实现模拟箭体轴线与模拟发射台轴线重合。