[发明专利]一种多功能集成燃烧组件测试装置

说明书

一种多功能集成燃烧组件测试装置，包括预燃室试验件、推力室试验件、预燃室点火器、推力室点火器、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、再生冷却喷管试验件和气膜冷却单壁喷管试验件，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。本发明实现一套试验装置可以同时对推力室喷注器、身部和喷管传热流阻、预燃室喷注器和燃烧室设计方案以及补燃循环火箭发动机特有的预燃室和推力室之间的压力脉动传递特性进行试验考核的目的。

技术领域

本发明涉及一种多功能集成燃烧组件测试装置，属于氢氧火箭发动机试验技术领域。

背景技术

目前我国尚不具备大推力氢氧火箭发动机燃烧组件高压挤压热试车的条件，因此研制初期为考核优选燃烧组件设计方案，只能通过缩比热试车的方式来进行模拟研究。传统上的做法一般是喷注器、身部传热和喷管传热分别设计试验件，分别通过热试车考核，且研究重点一般聚焦于喷注器方案，身部和喷管方案一般采用工艺件，仅考虑热防护可靠即可。近年来随着重型运载火箭大推力高压补燃循环氢氧火箭发动机的关键技术攻关，其特有预燃室和推力室之间的压力脉动传递特性，以及推力室自身的高压大热流身部、再生冷却喷管、单壁气膜冷却喷管等特有属性和关键技术均需要开展热试验考核，传统上的仅仅开展喷注器缩尺热试验考核的燃烧组件设计和试验方法已不满足研制需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种多功能集成燃烧组件测试装置，能够同时对推力室喷注器、身部和喷管传热流阻、预燃室喷注器和燃烧室设计方案以及补燃循环火箭发动机特有的预燃室和推力室之间的压力脉动传递特性进行试验考核。

本发明的技术解决方案是：

一种多功能集成燃烧组件测试装置，包括预燃室试验件、推力室试验件、预燃室点火器、推力室点火器、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、再生冷却喷管试验件和气膜冷却单壁喷管试验件，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和预燃室液氢头腔组成；预燃室试验件在考核自身设计方案的同时，负责为下游的燃烧室试验件提供燃气源；

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

燃烧室试验件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、燃烧室液氧头腔和燃烧室气氢头腔三路三个腔体组成，燃烧室身部底端设置有燃烧室冷却氢入口集合器；推力室点火器安装在燃烧室喷注器上，在控制系统控制下点火，在燃烧室试验件内引燃自燃烧室燃气头腔、燃烧室液氧头腔和燃烧室气氢头腔喷注出的推进剂；

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

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

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。

预燃室试验件和燃烧室试验件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；