[发明专利]一种多功能集成燃烧组件测试装置

权利要求书

1.一种多功能集成燃烧组件测试装置，其特征在于：包括预燃室试验件(1)、推力室试验件、预燃室点火器(5)、推力室点火器(6)、推进剂供应系统和流量控制系统；

推力室试验件包括燃烧室试验件(2)、再生冷却喷管试验件(3)和气膜冷却单壁喷管试验件(4)，三者采用法兰顺次连接，能够实现不同设计方案的组合拆换；

预燃室试验件(1)包括预燃室喷注器和预燃室身部，预燃室喷注器和预燃室身部采用法兰连接，方便实现不同设计方案的组合拆换；预燃室喷注器由预燃室液氧头腔(33)和预燃室液氢头腔(34)组成；预燃室试验件(1)在考核自身设计方案的同时，负责为下游的燃烧室试验件(2)提供燃气源；

预燃室点火器(5)安装在预燃室喷注器上，在控制系统控制下点火，在预燃室试验件(1)内引燃自预燃室液氧头腔(33)和预燃室液氢头腔(34)喷注出的推进剂；

燃烧室试验件(2)包括燃烧室喷注器和燃烧室身部，燃烧室喷注器和燃烧室身部采用法兰连接，方便实现不同设计方案的组合拆换；其中燃烧室喷注器由燃烧室燃气头腔(30)、燃烧室液氧头腔(31)和燃烧室气氢头腔(32)三路三个腔体组成，燃烧室身部底端设置有燃烧室冷却氢入口集合器(36)；推力室点火器(6)安装在燃烧室喷注器上，在控制系统控制下点火，在燃烧室试验件(2)内引燃自燃烧室燃气头腔(30)、燃烧室液氧头腔(31)和燃烧室气氢头腔(32)喷注出的推进剂；

再生冷却喷管试验件(3)的头部设置有再生冷却喷管冷却氢入口集合器(38)，底部设置有再生冷却喷管冷却氢出口集合器(39)，再生冷却喷管冷却氢出口集合器(39)的一端设置有冷却氢排放口(28)；燃烧室身部上设置有燃烧室冷却氢出口集合器(37)，燃烧室冷却氢出口集合器(37)与再生冷却喷管冷却氢入口集合器(38)通过金属软管实现串联；

气膜冷却单壁喷管试验件(4)小端设置有单壁喷管气膜冷却氢入口集合器(40)，大端为推力室燃气排放口(29)；

推进剂供应系统用于为所述多功能集成燃烧组件测试装置提供推进剂；流量控制系统用于控制所述多功能集成燃烧组件测试装置各管路的流量；

预燃室试验件(1)和燃烧室试验件(2)分别设置喷前压力测点、室压测点、振动测点及温度测点，综合评估其燃烧工作特性；

燃烧室试验件(2)和再生冷却喷管试验件(3)的冷却剂流路出口分别设置冷却剂出口温度测点和压力测点，采用分段冷却温升和压降测量结构实现推力室沿程不同截面热流和流阻分布信息的采集；

燃烧室试验件(2)、再生冷却喷管试验件(3)和气膜冷却单壁喷管试验件(4)的室壁上分别设置有壁温测点和燃气压力测点，通过不同截面燃气压力和壁温的测量获取燃烧室沿程不同截面的压力分布及热力损失信息；

在燃烧室冷却氢出口集合器(37)后设置冷却氢分流排放口(27)；

流量控制系统包括预燃室氧气蚀管(19)、预燃室氢气蚀管(20)、推力室氧气蚀管(21)、推力室氢气蚀管(22)、冷却氢排放节流圈(24)、推力室气氢节流圈(25)和单壁喷管气膜冷却气氢节流圈(26)；

预燃室氧气蚀管(19)设置在预燃室氧阀(13)的入口处，预燃室氢气蚀管(20)设置在预燃室氢阀(14)的入口处，推力室氧气蚀管(21)设置在推力室氧阀(15)的入口处，推力室气氢节流圈(25)设置在推力室气氢阀(17)的入口处，推力室氢气蚀管(22)设置在燃烧室冷却氢入口集合器(36)前端，单壁喷管气膜冷却气氢节流圈(26)设置在单壁喷管气膜冷却氢入口集合器(40)前端，冷却氢排放节流圈(24)设置在冷却氢排放口(28)处；

流量控制系统还包括冷却氢分流节流圈(23)，冷却氢分流节流圈(23)设置在冷却氢分流排放口(27)处。

2.根据权利要求1所述的一种多功能集成燃烧组件测试装置，其特征在于：在预燃室试验件(1)通过涡轮喷嘴模拟件(41)和预燃室出口弯管(35)与燃烧室试验件(2)连接，用于模拟涡轮压比。

3.根据权利要求2所述的一种多功能集成燃烧组件测试装置，其特征在于：推进剂供应系统包括氧化剂贮箱(7)、燃料贮箱(8)、氢气瓶(9)、燃料控制阀(10)、氧化剂控制阀(11)、氢气主阀(12)、预燃室氧阀(13)、预燃室氢阀(14)、推力室氧阀(15)、推力室氢阀(16)、推力室气氢阀(17)和单壁喷管气膜冷却控制阀(18)；

燃料贮箱(8)的输出管路与燃料控制阀(10)的入口连接，燃料控制阀(10)的出口通过管路分别与预燃室氢阀(14)入口、推力室氢阀(16)入口连接，预燃室氢阀(14)出口通过管路与预燃室液氧头腔(33)连接，推力室氢阀(16)出口通过管路与燃烧室冷却氢入口集合器(36)连接；

氧化剂贮箱(7)的输出管路与氧化剂控制阀(11)的入口连接，氧化剂控制阀(11)的出口通过管路分别与预燃室氧阀(13)入口、推力室氧阀(15)入口连接，预燃室氧阀(13)出口通过管路与预燃室液氢头腔(34)连接，推力室氧阀(15)出口通过管路与燃烧室液氧头腔(31)连接；

氢气瓶(9)的输出管路与氢气主阀(12)的入口连接，氢气主阀(12)的出口通过管路分别与推力室气氢阀(17)入口、单壁喷管气膜冷却控制阀(18)入口连接，推力室气氢阀(17)出口通过管路与燃烧室气氢头腔(32)连接，单壁喷管气膜冷却控制阀(18)出口与单壁喷管气膜冷却氢入口集合器(40)连接。