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推进剂燃速的实验测量

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:需要注意的是, 在不同实验装置中测量出的燃速数据存在差异, 由于燃速仪不能真正模拟发动机的热环境、 小型实验发动机缩比等原因, 得到的燃速数据不能直接应用于全尺寸发动机, 而应该进行必要的修正。下面以燃速仪靶线法为例说明燃速的测量原理。在燃速仪实验中, 也可以使用超声波、 光学的测量原理获得燃速数据。燃速仪实验成本低、 燃烧条件易于控制, 非常适合推进剂的配方筛选和质量控制。

准确测量固体火箭推进剂的燃速是提高火箭发动机性能预估精度的关键。 燃速的实验测量可以在燃速仪、 小型实验发动机、 小尺寸标准发动机和全尺寸发动机中进行, 实验方法包括中止燃烧法、 探针 (热电偶、 易熔靶线、 电导电桥、 电离探针等) 法、 X射线闪光法、高速照相法、 微波法、 声发射法、 超声波法、 激光控制伺服系统法以及压强-时间曲线分析法等。 需要注意的是, 在不同实验装置中测量出的燃速数据存在差异, 由于燃速仪不能真正模拟发动机的热环境、 小型实验发动机缩比等原因, 得到的燃速数据不能直接应用于全尺寸发动机, 而应该进行必要的修正。 下面以燃速仪靶线法为例说明燃速的测量原理。

燃速仪是最常使用的简单测量装置, 它是一种恒压管式燃烧器, 其结构简图如图3-4所示。 采用小尺寸药条实验,在药条上沿长度方向按一定间距嵌入两条易熔导电金属丝,称为计时靶线。 当药条点燃后, 燃烧表面依次经过靶线, 靶线烧断的信号由计时仪记录下来, 于是根据靶线间距和相应的烧断时间间隔, 就可以计算出两靶线之间的平均燃速。 通过改变推进剂初始温度和燃烧室压强, 可以得到燃速与初温和压强的关系。 在燃速仪实验中, 也可以使用超声波、 光学的测量原理获得燃速数据。 燃速仪实验成本低、 燃烧条件易于控制, 非常适合推进剂的配方筛选和质量控制。

图3-4 燃速仪结构简图

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