[发明专利]一种固体火箭发动机高速旋转试验夹持装置

说明书

本发明涉及一种固体火箭发动机高速旋转试验夹持装置，主要包括抓盘、固体火箭发动机、旋转工装、保护壳和后端承架。抓盘与联轴器、发动机保护壳固连，固体火箭发动机与旋转工装固连，旋转工装前部有工装槽，保护壳上的滚轮嵌入工装槽内，后端承架的支撑滚子周向抵住保护壳起到支撑作用。高速旋转试验开始后，旋转轴通过联轴器带动抓盘转动，抓盘带动保护壳转动，保护壳上的伸缩滚轮通过凹槽带动旋转工装继而带动固体火箭发动机转动，可测试获得高速旋转条件下固体火箭发动机推力‑时间曲线。本发明能够提高高速旋转发动机试验的可靠性和安全性，适用于固体火箭发动机在高速旋转条件下燃烧特性和内弹道性能的测量及评价。

技术领域

本发明属于固体推进剂装药燃烧特性评价及表征技术领域，具体涉及一种固体火箭发动机高速旋转试验夹持装置。

背景技术

为满足顶级导弹、战术导弹飞行弹道稳定性、提高命中精度和入轨精度的技术要求，通常需要固体火箭发动机绕自身高速旋转。如高速旋转稳定的火箭增程和复合增程弹，其转速达10000～20000rpm。由于离心力的作用，弹体旋转产生了径向旋转过载，这种角旋转过载提高了推进剂的燃烧速率，使得喷管流量减小，燃烧室压强增加，燃烧时间减少，改变了火箭发动机性能；对推进剂及装药来说，高速旋转会影响配方体系中凝聚相粒子的运动规律，要保持动量守恒和径向偏差，金属和金属氧化物在推进剂装药和发动机壳体上的沉积量增加，影响了推进剂装药自身燃烧过程的调控；高速旋转还会导致推进剂装药的形变，尤其是对于一些内部含有包覆脱粘、裂纹、孔洞、夹杂、疏松等缺陷的装药，可能会使装药燃烧面积产生突变，导致发动机爆裂解体；高速旋转会使燃烧室和喷管中的燃气流动发生变化，流动状态变化会影响压力特性；高速旋转对点火过程也有影响。高速旋转条件下推进剂装药会产生复杂的侵蚀燃烧、传热、多相流动和结构响应的耦合效应，对推进剂及装药设计提出了新的技术难题。目前主要通过修改药型、调整推进剂配方、静态内弹道性能试验考核、无限制的增加发动机壁面厚度提高承压能力等方式进行综合治理，造成试验周期长、成本高、费用昂贵。推进剂装药高速旋转条件下燃烧速度变化规律复杂，甚至可能引起燃烧、结构力学耦合效应，引发爆炸爆轰等安全事故。因此亟需一种可靠的、安全的高速旋转试验夹持装置，准确测试表征固体火箭发动机推力-时间曲线，来保障高速旋转条件下改性双基推进剂装药研制，解决高速旋转条件下改性双基推进剂装药研制中燃烧失稳、弹道异常、发动机解体等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种固体火箭发动机高速旋转试验夹持装置，以解决如何在高速旋转条件下对固体火箭发动机推力-时间曲线进行准确测试的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种固体火箭发动机高速旋转试验夹持装置，该夹持装置包括联轴器、抓盘、发动机保护壳、旋转工装、固体火箭发动机、后端承架、推力传感器、伸缩滚轮和支撑滚子；其中，

抓盘前部是联轴器，后部是发动机保护壳；抓盘与联轴器、发动机保护壳通过螺栓固连；抓盘的中心与推力传感器固连，推力传感器抵住固体火箭发动机前端进行推力测量；

发动机保护壳内接多个伸缩滚轮，外侧与后端承架内部的多个支撑滚子接触，起到传递扭矩作用；

旋转工装与固体火箭发动机固连；旋转工装的前部具有四个工装槽，工装槽的前部开口，通过调节伸缩滚轮的长度，使得伸缩滚轮能够嵌入工装槽内并在工装槽内前后移动，工装槽的后部用于限位；

后端承架位于夹持装置尾部，多个支撑滚子周向均匀设置固定在后端承架中；支撑滚子周向抵住发动机保护壳，在发动机保护壳转动过程中起到支撑作用；发动机保护壳、固体火箭发动机及旋转工装均处于后端承架中且保持同轴心；后端承架尾部有限位设置，能够抵住旋转工装，防止试验过程中发动机突然甩出试验台；

旋转轴通过联轴器带动抓盘及发动机保护壳转动，发动机保护壳上的伸缩滚轮通过工装槽带动旋转工装及固体火箭发动机转动，测试获得高速旋转条件下固体火箭发动机的推力-时间曲线。