[发明专利]一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的装置和方法

说明书

本发明涉及一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的装置和使用方法，通过采用螺杆传动原理，并搭载缓冲弹簧部件，构建起一套便携式手动打孔作业装置，可以实现操作人员在发动机喷管堵片表面出安全打孔作业的目的，完成打孔作业后，通过采用向特定孔洞施加外力的方式，可以实现对发动机喷管堵片的剥离作业。采用上述装置和方法可以满足发动机堵片安全拆除作业的需求，为固体火箭发动机高空模拟点火试验的顺利开展提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的装置和方法，具体为一种基于螺杆传动原理构造的固体火箭发动机喷管堵片拆除装置，属于固体火箭发动机安全性评价领域。

背景技术

固体火箭发动机高空模拟试验是获取发动机高空点火状态内弹道性能，以及评价发动机高空点火过程安全性的重要试验手段。发动机在高空点火后，由于受到外界低气压环境和发动机高速飞行这一动态效应的影响，会在发动机喷管口处形成“抽吸”现象。为了充分模拟这一现象，在发动机开展模拟高空点火试验前，需要将发动机喷管口处的堵片打开，使得发动机内腔与外界低气压环境相连通，人为造成一种发动机喷管口处的抽吸现象，从而达到能够更好地模拟发动机高空飞行状态的目的。但是，在发动机喷管堵片去除的过程中，主要存在以下几个方面的技术难题：首先，喷管堵片面积狭小，离喉衬部位较近，且喷管设计形状通常为内凹型，因此堵片去除过程难度较大，且可能由于操作不当而对喉衬造成损伤；其次，为了保证喷管堵片能够被完全去除，需要在堵片表面进行钻孔作业，而现有钻孔工具由于安全原因和结构等方面的限制，无法满足喷管处堵片表面钻孔作业的需求。因此，目前亟需开发一种能够满足固体火箭发动机喷管堵片安全去除要求的装置和使用方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的装置，以解决固体火箭发动机喷管堵片安全拆除的问题。

为了解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的装置，包括钻头、螺杆、套筒、摇柄和升降支架，所述螺杆尾部与摇柄相连接，螺杆中部安装在套筒中，螺杆头部与钻头相连接，转动摇柄时，螺杆沿螺纹方向运动，并且带动钻头向前旋转运动，进而实现在固体火箭发动机喷管堵片表面打孔；套筒通过固定卡环固定于升降支架上。

为了避免钻头由于打孔速度过快而意外损伤喉衬，特别地，本发明所述的装置还包括缓冲弹簧，缓冲弹簧安装在套筒和摇柄之间的螺杆尾部上，用于限制打孔速度。

本发明还公开了一种安全去除固体火箭发动机喷管堵片的方法，具体步骤为:

第一步骤：利用卡具将固体火箭发动机固定于工作台上；

第二步骤：根据堵片面积的大小，规划孔洞布局及具体打孔位置；

第三步骤：调节升降支架的位置和高度至拟打孔位置处，清理擦拭喷管及堵片表面，观察确认喷管及堵片表面无异物，或其他可能影响打孔安全性的因素；

第四步骤：转动摇柄，在堵片表面进行打孔作业，打孔作业应间歇式进行，打孔过程中随时观察打孔深度，并及时清理打孔过程中产生的残渣、碎屑等多余物；

第五步骤：完成打孔作业后，以中心孔为主要受力支撑点，利用工具，向圆周孔的方向施加外力，实现对堵片的部分剥离作业，形成不规则的部分剥离堵片的区域；

第六步骤：根据堵片的剥离情况，确定是否需要继续进行打孔作业，如果需要，在相应位置处完成打孔后再进行堵片的剥离作业；

第七步骤：完成全部剥离作业后，利用工具进行喷管口部的后续清理，使喷管口部平滑、无尖锐堵片等残余物。

一般，可根据堵片面积的大小采取合适的孔洞布局及打孔位置，特别地，本发明所述规划孔洞布局及具体打孔位置至少包含有一个中心孔和若干对称排布的圆周孔。