[发明专利]过氧化氢火箭发动机催化床启动方案的确定方法

权利要求书

1.一种过氧化氢火箭发动机催化床启动方案的确定方法，其特征在于，应用于火箭发动机，所述火箭发动机包括催化床组件，所述催化床组件包括壳体和由银网制成的催化床本体，所述壳体的进口端接有头腔，所述壳体的出口端接有燃烧室，所述催化床本体位于所述壳体内，所述头腔的进口端通过阀门接有供应系统；

所述过氧化氢火箭发动机催化床启动方案的确定方法包括：

对所述银网进行多组泡片试验；

根据第一组所述泡片试验的结果为所述阀门设计第一个启动时序，所述启动时序包括开启时长、关闭时长和关闭次数，所述开启时长与所述关闭时长交替设置；

依照第一个所述启动时序，控制所述阀门在所述开启时长对应的时间段内开启，在所述关闭时长对应的时间段内关闭，以向所述壳体内供给过氧化氢，进行第一组催化试验，并观测所述壳体的出口端产物在所述燃烧室内部的流动与积存情况；

以此类推，根据第n+1组所述泡片试验的结果为所述阀门设计第n+1个所述启动时序，根据第n组所述催化试验中的所述流动与积存情况修正第n+1个所述启动时序，并依照第n+1个所述启动时序进行第n+1组所述催化试验，n为正整数；和

根据最后一组所述催化试验中的所述流动与积存情况，再次修正最后一个所述启动时序，并将修正后的最后一个所述启动时序作为所述启动方案；

所述对所述银网进行多组泡片试验，包括：

对与所述催化床本体同一生产批次的所述银网进行采样，将所述银网切割为大小和质量均一致的切片；

设置多组烧杯，向所述烧杯中注入过氧化氢，且注入所述烧杯的过氧化氢的浓度与所述火箭发动机所使用的过氧化氢的浓度相同；

向第一组所述烧杯中放入所述切片并开始计时，当所述烧杯内的过氧化氢完全分解时结束计时，在计时过程中通过传感器采集所述烧杯的整体质量信息，得到质量变化曲线；

以此类推，将在第m组所述烧杯内完成催化后的所述切片放入第m+1组所述烧杯内，m为正整数，重复计时和采集质量信息的过程，并得到对应的所述质量变化曲线；和

设置第一临界值，当相邻两组所述烧杯内的过氧化氢完全分解所需时长之差小于等于所述第一临界值时，结束所述泡片试验；

所述根据第n组所述泡片试验的结果为所述阀门设计第n个所述启动时序，n为正整数，包括：

记所述阀门的体积流量为Q_v，记所述催化床本体的体积为V_t1，记所述头腔的容积为V_s，根据生产厂商提供的所述银网的孔隙率参数∅，则所述开启时长为t₁=（V_s +∅* V_t1）/Q_v；

记所述切片的质量为m₁，记所述催化床本体的质量为m_c，记过氧化氢的密度为ρ，则所述火箭发动机内的过氧化氢完全分解所需的时间t₂等于所述烧杯的整体质量减少Δm所需的时间，且Δm=ρ*（V_s +∅* V_t1）* m₁/m_c，根据所述质量变化曲线，计算出自开启计时起所述烧杯的整体质量每减少Δm所需的时间作为多个t₂，最终得到多个所述关闭时长t₃=t₂-t₁；和

设置第二临界值，仅选取不小于所述第二临界值的所述关闭时长，所述关闭次数等于选取的所述关闭时长的数量。

2.根据权利要求1所述的过氧化氢火箭发动机催化床启动方案的确定方法，其特征在于，所述第二临界值为100ms。

3.根据权利要求1所述的过氧化氢火箭发动机催化床启动方案的确定方法，其特征在于，所述根据第n组所述催化试验中的所述流动与积存情况修正第n+1个所述启动时序，包括：

在第n组所述催化试验中，当所述壳体的出口端产物完全转化为纯气相时，记所述阀门已关闭的次数为a，若a小于第n+1个所述启动时序中的所述关闭次数，则将第n+1个所述启动时序中的所述关闭次数修改为a，否则所述关闭次数保持不变。