[发明专利]一种栓式喷注器的可靠性评估方法

说明书

本发明提供一种栓式喷注器的可靠性评估方法，解决现有栓式喷注器没有系统、规范的可靠性评估方法，也没有建立全寿命周期科学的测试流程，仅进行单一测试，存在可靠性较低的问题，或需通过大量热点火试验进行可靠性子样数积累、统计验证，存在验证成本高的问题。本发明方法依次对栓式喷注器通过洁净度检测、密封性检测、液流试验、力学环境检测、热循环试验、热真空试验、动作寿命试验和热点火鉴定试车，从而能够针对栓式喷注器可运动、喷注开度可调节的同轴装配结构特点，规范快速地完成全寿命周期内复杂工作环境的栓式喷注器运动特性、密封特性及寿命鉴定评估，快速实现栓式喷注器的高可靠性评估；同时降低了依靠大量热点火试验的验证成本。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机领域，具体涉及一种栓式喷注器的可靠性评估方法。

背景技术

液体火箭发动机是运载火箭、航天器的主要动力装置。运载火箭主动力系统广泛采用栓式喷注器发动机。栓式喷注器发动机的两路推进剂通过栓式喷注器内不同的流道进入燃烧室实现燃烧。

栓式喷注器不同于常规固定面积喷注器，为一种可运动、喷注开度可调节的同轴装配体，装配精度及测试流程决定了栓式喷注器的运动、密封可靠性，尤其是零件加工精度、装配精度等。在栓式喷注器中，对于各零件加工尺寸、配合体系及密封状态等要求严格，关键部件之一可移动针阀的运动灵活性、稳定性和O形橡胶圈密封可靠性对于液体火箭发动机工作可靠性极为重要。

为了满足液体火箭发动机在复杂环境任务下的高可靠性要求，需对栓式喷注器进行测试。首先在喷注器内部存在两种推进剂流动，该两种推进剂能自燃，因此存在可调运动件的多处密封环节，随着开度的变小，对于内部微小通道需要确保内腔洁净无多余颗粒物。其次，在任务周期内的力、热、振动等复杂环境下的工作，栓式喷注器的运动部件的可靠性评定在液体火箭发动领域也是新的科学问题，需要一套规范的测试方法来评估产品实物结构。但是，目前国内没有建立一种栓式喷注器系统的可靠性测试方法，也没有针对全寿命周期制定科学的测试流程。通常其它产品仅或者仅进行了单一测试，例如气密性检查仅进行外漏率检测，而栓式喷注器既需要检测内部两种通道之间的气密性也要检测外漏气密性，监测标准要求也相对较高，或者，现有栓式喷注器直接依靠大量的热点火试验进行可靠性子样数积累、统计验证，存在验证测试成本较高等问题。目前国内关于栓式喷注器可靠性测试技术仍是空白，无法满足现有栓式喷注器发动机高可靠性要求。

发明内容

本发明的目的是解决解决现有栓式喷注器没有系统、规范的可靠性评估方法，也没有建立一种栓式喷注器全寿命周期科学的测试流程，仅进行单一测试，存在测试可靠性较低的问题，或者需通过大量热点火试验进行可靠性子样数积累、统计验证，存在验证试验成本高的问题，本发明通过大量的试验实践，建立和优化了一种按照特定的顺序，只需要少量的检测和试验即可完成栓式喷注器可靠性评估的方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种栓式喷注器的可靠性评估方法，包括以下步骤：

步骤一、进行洁净度检测；

步骤二、进行密封性检测，检测不合格，则拆卸栓式喷注器并重新进行装配，返回步骤一；所述密封性检测依次包括气密性检测和氦质谱漏率检测；

步骤三、进行液流试验，用于获取栓式喷注器的额定喷注压降以及额定针阀位移；

步骤四、进行力学环境试验，试验结束再次进行密封性检测，密封性检测不合格，则拆卸栓式喷注器并重新进行装配，返回步骤一；所述力学环境试验包括加速度试验、冲击试验和振动试验；

步骤五、进行热循环试验，热循环试验不合格，则拆卸栓式喷注器并重新进行装配，返回步骤一；

步骤六、进行热真空试验；热真空试验不合格，则拆卸栓式喷注器并重新进行装配，返回步骤一；热真空试验合格则再次进行气密性检测；