一種適用于小推力發(fā)動機試驗的氣體試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于氣氣燃燒發(fā)動機地面試驗的氣體試驗系統(tǒng)，屬于航天發(fā)動機地面試驗裝置。具體來說是一種適用于地面小推力發(fā)動機試驗的氣體供應裝置及多光學燃燒診斷試驗裝置。
【背景技術】
[0002]在航天發(fā)動機領域，全流量補燃循環(huán)發(fā)動機是液體火箭發(fā)動機的一種新的循環(huán)方式發(fā)動機，氣氣燃燒噴注器技術是其核心技術之一，因此氣氣噴注器燃燒的研宄成為了主要的研宄方向。在試驗的過程中，保證精確的噴注器推進劑介質入口壓力和入口流量成為基本要求。一般在大型發(fā)動機工程應用試驗過程中，管路供應試驗系統(tǒng)較為復雜且相應的閥門等設備較為笨重，不適合小推力發(fā)動機進行原理性研宄試驗。另外，在發(fā)動機試驗過程中，為了保證距離發(fā)動機最近的一道閥門和發(fā)動機接嘴之間的管路氣體介質充填過程時間最短，則需要保證最后一道閥門離發(fā)動機接嘴最近。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是建立一種適用于小推力發(fā)動機試驗的氣體供應系統(tǒng)及對簡單發(fā)動機進行原理性演示，針對試驗系統(tǒng)，該供應系統(tǒng)消除了以往系統(tǒng)平臺中笨重只能在特定區(qū)域進行試驗的弊端，使得試驗系統(tǒng)能夠方便運輸，達到小流量試驗的要求。發(fā)動機系統(tǒng)采用模塊化設計，中間采用軟管進行連接，其中固定模塊在實際操作中集成在一個移動式的小車上，形成固定式操作空間，可移動模塊在實際過程中可以根據試驗件的安放位置進行調整，保證發(fā)動機最后一道閥門的位置距離發(fā)動機最近，由于閥門構件屬于基本固定長度，則模塊之間軟管的長度成為了很好的選擇。本發(fā)明在模塊化的過程中，在保證試驗安全可靠進行的條件下，整合了試驗系統(tǒng)所需的必要構件，例如氫氣管路置換裝置，利用標定后的音速噴嘴來控制系統(tǒng)流量等，達到整體系統(tǒng)精簡的目標。
[0004]一種適用于小推力發(fā)動機試驗的氣體試驗系統(tǒng)，包括固定模塊和可移動模塊；
[0005]固定模塊包括手動截止閥、過濾器、減壓器、壓力表，具體的:手動截止閥(AOl)一端連接氧氣氣瓶(AOO)，另一端連接過濾器(A02);過濾器(A02)的另一端連接減壓器(A03)，減壓器(A03)后端分成一個三通，分別連接壓力表(A04)和手動截止閥(A05);手動截止閥(BOl) —端連接氮氣氣瓶(BOO)，另一端連接過濾器(B02);過濾器(B02)的另一端分成一個三通，分別連接減壓器(B04)和手動截止閥(B03)，減壓器(B04)后端分成一個四通，分別連接壓力表(B05)、手動截止閥(B06)和手動截止閥(B07);手動截止閥(COl) —端連接氫氣瓶(COO)，另一端連接過濾器(C02);過濾器(C02)后端分成一個三通，分別連接減壓器(C03)和手動截止閥(B03)，減壓器(C03)后端分成一個三通，分別連接壓力表(C04)和手動截止閥(C05)；
[0006]可移動模塊包括音速噴嘴、電磁閥、，單向閥、壓力傳感器；
[0007]軟管(LI) 一端連接手動截止閥(A05)，另外一端分別連接壓力表(A06)與音速噴嘴(A07)，軟管(L2) —端連接手動截止閥(B06)，另外一端連接電磁閥(B08)，軟管(L3)一端連接手動截止閥(B07)，另外一端連接電磁閥(B09)，軟管(L4) 一端連接手動截止閥(C05)，另外一端分別連接壓力表(C06)和音速噴嘴(C07);電磁閥(A08) —端連接音速噴嘴(A07)另外一端連接小型發(fā)動機，單向閥(BlO) —端連接電磁閥(B08)，另外一端連接小型發(fā)動機，單向閥(Bll) —端連接電磁閥(B09)，另外一端連接小型發(fā)動機，電磁閥(C08) —端連接音速噴嘴(C08)，另外一端連接小型發(fā)動機。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0009](I)本發(fā)明的試驗系統(tǒng)進行模塊化設計，中間采用了相應的軟管進行連接，保證了閥門與發(fā)動機距離最近要求，且減少了硬性不銹鋼管鏈接過程中的應力集中現象，減少了多次試驗過程中不必要的對發(fā)動機連接管路進行改造的操作；
[0010](2)本發(fā)明采用火箭發(fā)動機中常用的同軸剪切噴注器，石英玻璃作為透明燃燒室，火花塞放置在尾端對發(fā)動機工作過程進行點火，此種裝置相對一般發(fā)動機簡單可靠，容易實施，可以進行此類發(fā)動機的性能研宄及演示試驗目的。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的供應系統(tǒng)原理圖；
[0012]圖2是典型的單噴嘴原理性發(fā)動機試驗件；
[0013]圖中:
[0014]AOO-氧氣氣瓶AOl-手動截止閥A02-過濾器
[0015]A03-減壓器A04-壓力表A05-手動截止閥
[0016]L1-軟管A06-壓力傳感器A07-音速噴嘴
[0017]A08-電磁閥BOO-氮氣氣瓶BOl-手動截止閥
[0018]B02-過濾器B03-手動截止閥B04-減壓器
[0019]B05-壓力表B06-手動截止閥B07-手動截止閥
[0020]L2-軟管L3-軟管B08-電磁閥
[0021]B09-電磁閥BlO-單向閥Bll-單向閥
[0022]COO-氫氣瓶COl-手動截止閥C02-過濾器
[0023]C03-減壓器C04-壓力表C05-手動截止閥
[0024]L4-軟管C06-壓力傳感器C07-音速噴嘴
[0025]C08-電磁閥
[0026]C001-氧氣接嘴C002-0型圈C003-螺釘墊片
[0027]C004-氧噴嘴壓蓋C005-氫氣套筒C006-0型圈
[0028]C007-氫氣接嘴C008-0型圈C009-石墨墊圈
[0029]C010-石英玻璃管COll-燃燒室壓蓋C012-火花塞
[0030]C013-石墨墊圈C014-氫氣噴嘴C015-氧氣噴嘴
[0031]C016-0 型圈
【具體實施方式】
[0032]下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0033]本發(fā)明是一種適用于小推力發(fā)動機試驗的氣體試驗系統(tǒng)，中間采用全透明石英玻璃作為發(fā)動機燃燒室，方便了各類光學燃燒診斷裝置進行觀測，主要包含紅外熱像儀，高速攝影儀，以及激光誘導熒光設備等裝置。點火裝置設置在燃燒室尾端，消除點火裝置對燃燒火焰的影響。此類燃燒裝置具有燃燒過程穩(wěn)定，點火正常，能夠很好的將各光學燃燒診斷裝置進行整合觀測，得到氫氧燃燒過程的全方位光學數據，具有很好的光學燃燒診斷演示效果O
[0034]本發(fā)明是一種適用于小推力發(fā)動機試驗的氣體試驗系統(tǒng)，如圖1和圖2所示。
[0035]首先試驗供應系統(tǒng)如圖1所示，主要由兩個模塊構成，一個是原有固定模塊(模塊I)部分，另一個是可移動模塊(模塊2)，固定模塊由手動截止閥(A01、B01、C01等)、過濾器(A02、B02、C02)、減壓器(A03、B04、C03)、壓力表(A04、B05、C04)等裝置構成。此部分實現的功能為對上游的高壓氣源通過減壓器降壓到達預期試驗壓力附近。在模塊I中設計了試驗前氫氣置換功能，試驗開始之前，通過打開手動截止閥(B03)，將氮氣作為氫氣路的氣源，對氫氣管路中留存的空氣進行置換，防止氫氣與空氣進行混合，達到氫氣的爆炸裕度?？梢苿幽K由音速噴嘴(A07、C07)，電磁閥(A08、B08、B09、C08)，單向閥、壓力傳感器(A06、C06)等裝置構成。此部分實現的功能為銜接模塊I和小型發(fā)動機，將模塊I中提供的試驗壓力通過音速噴嘴(A07、C07)轉化為小型發(fā)動機試驗流量參數。一般條件下，氮氣吹除系統(tǒng)中電磁閥(B08、B09)后的壓力值小于對應的氫氧管路電磁閥壓力，電磁閥(B08、B09)后端壓力高于前端壓力容易將閥門反向頂開，形成不同氣體混合的后果，造成試驗失敗，因此氮氣吹除電磁閥(B08、B09)后端設置了單向閥(BlO)和單向閥(Bll)，依靠單向閥的特性來保證試驗的氣體正常運動。
[0036]系統(tǒng)的連接關系如下:
[0037]模塊I中，手動截止閥(AOl) —端連接氧氣氣瓶(AOO)，另一端連接過濾器(A02)。過濾器(A02)的另一端連接減壓器(A03)，減壓器(A03)后端分成一個三通，分別連接壓力表(A04)和手動截止閥(A05)。手動截止閥(BOl) —端連接氮氣氣瓶(BOO)，另一端連接過濾器(B02)。過濾器(B02)的另一端分成一個三通，分別連接減壓器(B04)和手動截止閥(B03)，減壓器(B04)后端分成一個四通，分別連接壓力表(B05)、手動截止閥(B06)和手動截止閥(B07)。手動截止閥(COl) —端連接氫氣瓶(COO)，另一端連接過濾器(C02)。過濾器(C02)后端分成一個三通，分別連接減壓器(C03)和手動截止閥(B03)，減壓器(C03)后端分成一個三通，分別連接壓力表(C04)和手動截止閥(C05)。模塊2與模塊I之間通過軟管(LI，L2, L3, L4)進行連接，其中軟管(LI) 一端連接手動截止閥(A05)，另外一端分別連接壓力表(A06)與音速噴嘴(A07)，軟管(L2) —端連接手動截止閥(B06)，另外一端連接電磁閥(B08)，軟管(L3) —端連接手動截止閥(B07)，另外一端連接電磁閥(B09)，軟管(L4)一端連接手動截止閥(C05)，另外一端分別連接壓力表(C06)和音速噴嘴(C07)。模塊2中，電磁閥(A08) —端連接音速噴嘴(A07)另外一端連接小型發(fā)動機，單向閥