測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，包括噴注裝置、推力室和噴管，噴注裝置包括氧化劑接頭、燃料接頭和噴注面板，氧化劑接頭和燃料接頭均固定在噴注面板上，推力室包括設(shè)有點(diǎn)火座、測壓孔和燃燒容腔的燃燒室，噴注裝置通過噴注面板與推力室密封連接，推力室與噴管密封連接，推力室還包括一端設(shè)有冷卻劑入口接頭、另一端設(shè)有冷卻劑出口接頭的冷卻套，冷卻套密封套接于燃燒室外形成冷卻容腔，燃燒容腔內(nèi)徑D為30mm～50mm，軸向長度L為200mm～300mm，噴管收斂段大端內(nèi)徑同燃燒容腔內(nèi)徑D，噴管喉徑d值為燃燒容腔內(nèi)徑D的2/3～2/7，噴管喉部直段長度H為2mm～8mm。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單可以拆卸，制造、使用和維護(hù)成本低廉，具有可多次反復(fù)使用的特點(diǎn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及液體火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑試驗(yàn)領(lǐng)域，具體為一種測試液體推進(jìn)劑燃 燒性能的驗(yàn)證裝置。 測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 為了解掌握液體推進(jìn)劑燃燒性能，如液體推進(jìn)劑的特征速度、燃燒組織、燃燒產(chǎn)物 成分以及各種溫度和壓力下的著火延遲期等，需要設(shè)計相應(yīng)的測試裝置進(jìn)行測試驗(yàn)證。通 常采用的測試驗(yàn)證裝置為縮比液體火箭發(fā)動機(jī)，其結(jié)構(gòu)尺寸較大，冷卻通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其使 用和維護(hù)成本高昂，不適應(yīng)液體推進(jìn)劑性能測試驗(yàn)證需多次反復(fù)使用裝置的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，結(jié)構(gòu)簡 單，體積小巧，制造、使用和維護(hù)成本低廉，可多次反復(fù)使用以滿足測試液體推進(jìn)劑燃燒性 能。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案：本實(shí)用新型的測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，包 括噴注裝置、推力室和噴管，噴注裝置包括氧化劑接頭、燃料接頭和噴注面板，氧化劑接頭 和燃料接頭均固定在噴注面板上，推力室包括設(shè)有點(diǎn)火座、測壓孔和燃燒容腔的燃燒室，噴 注裝置通過噴注面板與推力室密封連接，推力室與噴管密封連接，其特征在于：所述推力室 還包括一端設(shè)有冷卻劑入口接頭、另一端設(shè)有冷卻劑出口接頭的冷卻套，所述冷卻套密封 套接于燃燒室外形成冷卻容腔，所述燃燒容腔內(nèi)徑D為30mm?50mm，軸向長度L為200mm? 300mm，所述噴管收斂段大端內(nèi)徑同燃燒容腔內(nèi)徑D，所述噴管喉徑d值為燃燒容腔內(nèi)徑D的 2/3?2/7,所述噴管喉部直段長度Η為2mm?8mm。
[0005] 所述冷卻套和燃燒室密封套接于前端和后端，所述冷卻套和燃燒室的前端和后端 均各設(shè)有前密封面和后密封面，所述前密封面和后密封面設(shè)有相應(yīng)的密封槽和密封圈軸向 對接密封。
[0006] 所述氧化劑接頭與燃料接頭之間的軸線夾角為30°?90°，兩軸線交點(diǎn)位于噴 注面板的軸線上。
[0007] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，為回轉(zhuǎn) 體，燃燒容腔和冷卻容腔以及噴管均同軸，結(jié)構(gòu)簡單可以拆卸，制造、使用和維護(hù)成本低廉， 冷卻套與燃燒室的兩端設(shè)計密封面和密封圈的密封對接結(jié)構(gòu)可靠，具有可多次反復(fù)使用以 滿足測試液體推進(jìn)劑燃燒性能要求的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本實(shí)用新型的中心軸線剖面裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2是推力室的中心軸線剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖3是圖2的I局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖4是圖2的II局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖5是燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 其中：噴注裝置1、氧化劑接頭11、燃料接頭12、噴注面板13、推力室2、燃燒室21、 點(diǎn)火座211、測壓孔212、燃燒容腔213、冷卻套22、冷卻劑入口接頭221、冷卻劑出口接頭 222、冷卻容腔223、前密封面23、后密封面24、密封圈25、內(nèi)螺紋26、外螺紋27、噴管3。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015] 本實(shí)用新型的測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，包括噴注裝置1、推力室2和 噴管3,噴注裝置1包括氧化劑接頭11、燃料接頭12和噴注面板13,氧化劑接頭11和燃料 接頭12均固定在噴注面板13上，氧化劑接頭11與燃料接頭12之間的軸線夾角為30°? 90°，兩軸線交點(diǎn)位于噴注面板13的軸線上；推力室2包括設(shè)有點(diǎn)火座211、測壓孔212和 燃燒容腔213的燃燒室21，推力室2還包括后端設(shè)有冷卻劑入口接頭221、前端設(shè)有冷卻劑 出口接頭222的冷卻套22,冷卻套22密封套接于燃燒室21外形成冷卻容腔223,冷卻套22 和燃燒室21密封套接于前端和后端，冷卻套22和燃燒室21的前端和后端均各設(shè)有前密封 面23和后密封面24,前密封面23和后密封面24設(shè)有相應(yīng)的密封槽和密封圈25軸向?qū)?密封，冷卻套22和燃燒室21的前端分別設(shè)有相互配合的內(nèi)螺紋26和外螺紋27,冷卻套22 和燃燒室21靠內(nèi)螺紋26和外螺紋27的緊固力壓緊前密封面23和后密封面24以及密封 圈25 ;噴注裝置1通過噴注面板13與推力室2的燃燒室21用法蘭密封連接，推力室2的 燃燒室21與噴管3也用法蘭密封連接，燃燒容腔213內(nèi)徑D為30mm?50mm，軸向長度L為 200mm?300mm，噴管3收斂段大端內(nèi)徑同燃燒容腔213內(nèi)徑D，噴管3喉徑d值為燃燒容腔 213內(nèi)徑D的2/3?2/7,噴管3喉部直段長度Η為2mm?8mm。
[0016] 使用本實(shí)用新型對液體推進(jìn)劑LNG (液態(tài)天然氣）/液氧的特征速度進(jìn)行測試驗(yàn) 證。本實(shí)用新型的設(shè)計壓力為3MPa，氧化劑接頭11和燃料接頭12采用Q2889. 5的標(biāo)準(zhǔn)件， 焊接固定在噴注面板13上，通過采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口，有利于本實(shí)用新型與推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng) 的對接。通過供應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)控，可已知氧化劑的流量Mf和燃料的流量Mo等參數(shù)。燃 燒容腔213內(nèi)徑D為30mm，軸向長度L為200mm，采用導(dǎo)熱系數(shù)較高的紫銅材料。在燃燒室 21前端周向設(shè)計了點(diǎn)火座211和測壓孔212,兩者軸線夾角為90°。點(diǎn)火座211安裝了火 花塞進(jìn)行點(diǎn)火能量的注入，在測壓孔212安裝了壓電式傳感器，可以實(shí)時監(jiān)測燃燒室21內(nèi) 的壓力，記為P。為了便于與冷卻套22的內(nèi)螺紋26配合密封，燃燒室21前端設(shè)計了臺階結(jié) 構(gòu)，并開有密封槽，密封槽內(nèi)安裝了密封圈25 (橡膠材料)。燃燒室21的后端設(shè)計了后密封 槽，安裝有密封圈25 (橡膠材料)，以起到密封作用。燃燒室21和冷卻套22裝配后形成冷 卻容腔223這樣的空腔結(jié)構(gòu)，為冷卻劑提供冷卻通道。冷卻套22上焊接3個內(nèi)徑為Φ20 的冷卻劑入口接頭221和1個內(nèi)徑為Φ35的冷卻劑出口接頭222。冷卻劑為水，冷卻水由 冷卻劑入口接頭221進(jìn)入，對燃燒室壁面冷卻后由冷卻劑出口接頭222排出。為了便于冷 卻套22與燃燒室21的內(nèi)螺紋26和外螺紋27配合，燃燒室21的后端面外徑小于冷卻套22 的內(nèi)徑10mm。噴管喉徑d為20mm，噴管喉部直段長度Η為2mm，采用鎢滲銅材料，可以實(shí)現(xiàn) 多次免維護(hù)重復(fù)使用。
[0017] 特征速度C*的計算方法：
[0018]
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，包括噴注裝置（1)、推力室（2)和噴管 (3)，噴注裝置（1)包括氧化劑接頭（11)、燃料接頭（12)和噴注面板（13)，氧化劑接頭（11) 和燃料接頭（12)均固定在噴注面板（13)上，推力室（2)包括設(shè)有點(diǎn)火座（211)、測壓孔 (212)和燃燒容腔（213)的燃燒室（21)，噴注裝置（1)通過噴注面板（13)與推力室（2)密 封連接，推力室（2 )與噴管（3 )密封連接，其特征在于：所述推力室（2 )還包括一端設(shè)有冷 卻劑入口接頭（221 )、另一端設(shè)有冷卻劑出口接頭（222)的冷卻套（22)，所述冷卻套（22)密 封套接于燃燒室（21)外形成冷卻容腔（223)，所述燃燒容腔（213)內(nèi)徑D為30mm?50mm， 軸向長度L為200mm?300mm，所述噴管（3)收斂段大端內(nèi)徑同燃燒容腔（213)內(nèi)徑D，所述 噴管（3 )喉徑d值為燃燒容腔（213 )內(nèi)徑D的2/3?2/7，所述噴管（3 )喉部直段長度Η為 2mm ?8mm η
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，其特征在于：所述冷 卻套（22)和燃燒室（21)密封套接于前端和后端，所述冷卻套（22)和燃燒室（21)的前端和 后端均各設(shè)有前密封面（23 )和后密封面（24 )，所述前密封面（23 )和后密封面（24 )設(shè)有相 應(yīng)的密封槽和密封圈（25)軸向?qū)用芊狻?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試液體推進(jìn)劑燃燒性能的驗(yàn)證裝置，其特征在于：所 述氧化劑接頭（11)與燃料接頭（12)之間的軸線夾角為30°?90°，兩軸線交點(diǎn)位于噴注 面板（13)的軸線上。
【文檔編號】G01N31/12GK203849233SQ201420140608
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】陳澤, 陳巍, 王濤峰, 劉章龍, 柳青, 司學(xué)龍, 王小雨, 高列義 申請人:湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計所