CN107795410B - 一种实验用隔塞式双脉冲发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验用隔塞式双脉冲发动机，所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体采用透明材质，一端外壁设有第一法兰，通过第一法兰与Ⅱ脉冲燃烧室壳体固连，另一端设有转接框，通过转接框与喷管固连。所述转接框任意一个端面上开有凹槽，所述凹槽与Ⅰ脉冲燃烧室壳体形状匹配，Ⅰ脉冲燃烧室壳体通过螺栓固定在所述凹槽内，喷管通过螺纹固定在转接框另一个端面中心。本发明解决了对级间隔离装置打开过程和塞子与燃烧室壁面及喷管收敛段碰撞问题无法可视化的问题。

Description

一种实验用隔塞式双脉冲发动机
技术领域
本发明涉及双脉冲发动机技术，特别是一种实验用隔塞式双脉冲发动机。
背景技术
固体火箭发动机主要由推进剂装药、燃烧室、喷管和点火装置等部件组成。由于其在机动性方面缺乏足够的灵活性，从而各国都把固体火箭发动机的可控性，如推力矢量控制、推力终止技术以及多次启动技术等作为重大技术来研究。
双脉冲发动机是固体火箭发动机的一种最新研究成果，其组成主要有Ⅱ脉冲点火器、Ⅱ脉冲燃烧室、级间隔离装置、Ⅰ脉冲点火器、Ⅰ脉冲燃烧室以及喷管组件等主要部件组成，各燃烧室具有独立点火器且单独点燃。级间隔离装置是双脉冲发动机的一项关键技术，根据双脉冲发动机级间隔离装置承力情况不同，级间隔离装置可分为隔层式（软隔离）和隔舱式（硬隔离）两种。隔层式主要有轴向隔层和径向隔层，隔舱式主要有陶瓷隔舱、金属膜片式隔舱、非金属材料隔舱等级间隔离装置形式。其中隔层式双脉冲发动机存在承压能力小，对药柱影响大、隔层打开方式复杂等特点，特别是当发动机工作时容易形成变形摆动，以至于影响双脉冲发动机流场的稳定性。而隔舱式双脉冲发动机具有承压强、加工容易、装配方便、易控制等特点，但是由于复杂的结构设计，给双脉冲发动机带来较大的消极质量。实验用隔塞式双脉冲发动机是一种简单的隔舱式双脉冲发动机，针对实验用隔塞式双脉冲发动机的点火过程，级间隔离装置打开以及塞子运动特性对发动机工作影响的研究仍然十分缺乏，目前仅仅只有张伟青等人通过X射线高速实时荧屏分析技术对实验用隔塞式双脉冲发动机级间隔离装置打开过程进行了初步研究，但试验装置仍然不能很好的对级间隔离装置的打开过程和塞子与燃烧室壁面及喷管收敛段的碰撞过程进行有效的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实验用隔塞式双脉冲发动机，解决了对级间隔离装置打开过程和塞子与燃烧室壁面及喷管收敛段碰撞问题无法可视化的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种实验用隔塞式双脉冲发动机，所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体采用透明材质，一端外壁固定有第一法兰，通过第一法兰与Ⅱ脉冲燃烧室壳体固连，另一端设有转接框，通过转接框与喷管固连。
所述透明材质壳体采用有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯( PMM A)、聚碳酸脂( P C O )、硼硅酸盐玻璃等材料。
所述转接框任意一个端面上开有凹槽，所述凹槽与Ⅰ脉冲燃烧室壳体形状匹配，Ⅰ脉冲燃烧室壳体通过螺栓固定在所述凹槽内，喷管通过螺纹固定在转接框另一个端面中心。
所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体形状为规则的形状。
上述规则的形状为方形或圆形。
当所述Ⅰ脉冲燃烧室壳体为方形时，第一法兰内壁靠近Ⅰ脉冲燃烧室壳体1的一端设有与Ⅰ脉冲燃烧室壳体外壁形状和尺寸匹配的凹槽，Ⅰ脉冲燃烧室壳体1通过螺栓与所述凹槽固连，第一法兰内壁的另一端面为圆孔，所述圆孔直径与Ⅱ脉冲燃烧室通气面积相同。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）本发明实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体可以根据试验需要，通过更换第一法兰，Ⅰ脉冲燃烧室壳体形状可以快速方便的切换。
（2）通过本试验用隔塞式双脉冲发动机，可以对隔板的打开模式、塞子在Ⅰ脉冲燃烧室中的运动规律、塞子的排除方式等隔塞式双脉冲发动机工程难点进行可视化研究，弥补现有技术对隔塞式双脉冲发动机研究的不足。
附图说明
图1为本发明实验用隔塞式双脉冲发动机试验装置的示意图。
图2为本发明实验用隔塞式双脉冲发动机试验装置第一法兰示意图，其中（a）为主视图，（b）为右视图。
图3为本发明实验用隔塞式双脉冲发动机试验装置的方形Ⅰ脉冲燃烧室壳体连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，一种实验用隔塞式双脉冲发动机，所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体1采用透明材质，一端外壁固定有第一法兰2，第一法兰2与Ⅰ脉冲燃烧室壳体1通过螺栓固连，Ⅱ脉冲燃烧室壳体3对应位置也设有法兰，通过第一法兰2与Ⅱ脉冲燃烧室壳体3的法兰通过螺栓固连，另一端设有转接框4，通过转接框4与喷管5固连。
所述透明材质壳体采用有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯( PMM A)、聚碳酸脂( P C O )、硼硅酸盐玻璃等材料。所用选透明材料应当既能保证强度要求和透明度要求。
所述转接框5任意一个端面上开有凹槽，所述凹槽与Ⅰ脉冲燃烧室壳体1形状匹配，Ⅰ脉冲燃烧室壳体1通过螺栓固定在所述凹槽内，喷管5通过螺纹固定在转接框5另一个端面中心。
所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体1形状为规则的形状。
上述规则的形状为方形或圆形。
结合图3，所述Ⅰ脉冲燃烧室壳体1为方形时，由四块高透明板拼接而成，相邻的两块高透明板之间通过螺钉紧固，相邻的两块高透明板之间采用高透明环氧树脂AB胶进行密封处理。
结合图2，所述当所述Ⅰ脉冲燃烧室壳体1为方形时，第一法兰2内壁靠近Ⅰ脉冲燃烧室壳体1的一端设有与Ⅰ脉冲燃烧室壳体1外壁形状和尺寸匹配的凹槽，Ⅰ脉冲燃烧室壳体1通过螺栓与所述凹槽固连，第一法兰2内壁的另一端面为圆孔，所述圆孔直径与Ⅱ脉冲燃烧室通气面积相同。

Claims (3)

1.一种实验用隔塞式双脉冲发动机，其特征在于：所述实验用隔塞式双脉冲发动机的Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）采用透明材质，一端外壁固定有第一法兰（2），通过第一法兰（2）与Ⅱ脉冲燃烧室壳体（3）固连，另一端设有转接框（4），通过转接框（4）与喷管（5）固连，所述Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）形状为方形，第一法兰（2）内壁靠近Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）的一端设有与Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）外壁形状和尺寸匹配的凹槽，Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）通过螺栓与所述凹槽固连，第一法兰（2）内壁的另一端面为圆孔，所述圆孔直径与Ⅱ脉冲燃烧室通气面积相同。
2.根据权利要求1所述的实验用隔塞式双脉冲发动机，其特征在于：所述透明材质壳体采用有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸脂或硼硅酸盐玻璃。
3.根据权利要求1所述的实验用隔塞式双脉冲发动机，其特征在于：所述转接框（4）任意一个端面上开有凹槽，所述凹槽与Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）形状匹配，Ⅰ脉冲燃烧室壳体（1）通过螺栓固定在所述凹槽内，喷管（5）通过螺纹固定在转接框（4）另一个端面中心。
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