[实用新型]一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台

说明书

本实用新型属于液氢液氧爆炸缩比实验技术领域，本实用新型提出了一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台，包括主体装置、点火装置及参数测量装置；所述主体装置包括液氢容器、液氧容器及设置于所述液氢容器与所述液氧容器中间的隔膜，所述液氢容器与所述液氧容器共底相连；所述点火装置设置于所述隔膜之间；所述参数测量装置包括计算机、传感器及高速摄像机，当隔膜打开液氢和液氧混合后，直接起爆液氢和液氧混合物，所述计算机用于记录所述传感器的数据及所述高速摄像机的画面。本实用新型研究液氢最小起爆能和爆炸极限，测试爆炸场温度、压力和浓度分布特征，得出液氢爆炸安全距离范围及真实火箭发射场液氢爆炸的安全距离范围。

技术领域

本实用新型属于液氢液氧爆炸缩比实验技术领域，尤其涉及一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台。

背景技术

液氢是一种无色无味、高能、低温液体燃料。液氢/液氧推进剂具有无毒、无污染、低成本、高比冲和大推力等优势，成为大型运载火箭应用最广泛的一组推进剂。但是，液氢具有超低温(沸点28.228K)、易汽化、易燃易爆等特性，一旦发生泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性蒸气云。如果遇到引火源将会引起火灾及爆炸，所产生的爆炸冲击波伤害性极大。对真实火箭发射场液氢爆炸进行危害分析，预知爆炸源周围不同距离处的危险程度，从而划分出安全距离，提出相应预防措施，对保证航天发射场任务顺利实施、提高航天发射场安全意义重大。

目前，国内外对真实火箭发射场液氢爆炸危害性的研究主要立足于TNT当量模型，该模型简单易行，且在航空航天方面的应用也较为广泛，但其有明显的局限性：爆炸冲击波近场区超压估计值明显偏大。而荷兰TNO实验室于1985年提出的TNO多能模型，在理论上有效地对近场区超压偏大问题进行了修正，比较接近事实，但目前在航天领域应用较少。近年，国内有学者兼用TNT当量模型和TNO多能模型，并结合事故后果分析软件PHAST对液氢/液氧混合产生的爆炸冲击波的伤害范围进行仿真分析，预测距离爆炸源不同位置的危害程度，划分出不同的危害半径。然而，此方法未能给出不同点火能和初始温度下的氢/氧预混气体燃烧爆炸的诱发机理，模拟计算中也未涉液氢/液氧混合产生的爆炸的详细化学反应模型，依据计算结果划分出的安全距离也未通过真实实验进行验证。

为了克服现有技术的不足，本实用新型以液氢为研究对象，以多因素复杂环境中液氢点火、燃烧、爆炸传播及其破坏为主要技术路线，采取数值计算、理论分析和实验验证相结合的方法开展研究，以期提高爆炸源周围不同距离处的危险程度预告的准确性，给出更贴近真实火箭发射场液氢爆炸的安全距离等级划分。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台，该实验平台以液氢为研究对象，以多因素复杂环境中液氢点火、燃烧、爆炸传播及其破坏为主要技术路线，运用液氢爆炸多相反应流模型和液氢泄漏爆炸的高精度数值方法进行数值计算、理论分析，开展多次100L当量液氢燃烧爆炸实验验证理论分析和数值计算结果，以期提高爆炸源周围不同距离处的危险程度预告的准确性，给出更贴近真实火箭发射场液氢爆炸的安全距离等级划分。

本实用新型提供了一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台，采用的技术方案是：本实用新型提出了一种模拟真实火箭发射场液氢爆炸缩比实验平台，包括主体装置、点火装置及参数测量装置；所述主体装置包括液氢容器、液氧容器及设置于所述液氢容器与所述液氧容器中间的隔膜，所述液氢容器与所述液氧容器共底相连；所述点火装置设置于所述隔膜之间；所述参数测量装置包括计算机、传感器及高速摄像机，当隔膜打开液氢和液氧混合后，直接起爆液氢和液氧混合物所述计算机用于记录所述传感器的数据及所述高速摄像机的画面。

作为一种优选：所述液氢容器设置于所述液氧容器的下方，所述液氢容器与所述液氧容器的尺寸遵循真实火箭推进剂储存箱缩比设计。

作为一种优选：所述液氢容器在容器上部设置有放气阀，下部设置有加注阀，所述液氧容器在容器上部设置有放气阀，下部设置有加注阀。