CN109708145B - 用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，属于推进剂测试领域。本发明包括前封头、后封头、O形圈、反应釜、透明视窗、压盘、推进剂固定装置和线丝固定装置；推进剂固定装置和线丝固定装置都安装在可视化高压燃烧器内部，线丝固定装置安装在推进剂固定装置上；推进剂固定装置包括短金属片、长金属片、前绝缘座、后绝缘座、前挡药板、后挡药板和推进剂药条；线丝固定装置包括靶线、电热丝、绝缘螺栓、螺母和压紧螺钉。本发明主要作用是在燃烧器摆放角度可调的基础上，采用靶线法测量固体推进剂药条在高压环境下的燃烧速度，并以高速摄像机通过燃烧器的透明视窗，拍摄推进剂表面的燃烧情况。

Description

用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器

技术领域

本发明涉及一种用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，特别涉及一种采用靶线法测量推进剂药条在高压下的燃烧速度、并使推进剂燃烧过程可视化，且能在多种摆放角度下进行燃速测量的可视化高压燃烧器，属于推进剂测试领域。

背景技术

在固体火箭发动机中，压强、初温和气流速度等环境因素的变化，会导致固体推进剂的燃速变化，进而影响火箭发动机的弹道性能，飞行速度和工作稳定性。因此，推进剂的燃速是武器所要求的重要性能之一，测定燃速并研究其变化规律，可为固体火箭发动机和装药提供重要的设计参数。推进剂燃速常用的测定方法是靶线法。靶线法测定推进剂药条燃速的原理是把四侧包覆的药条，钻孔并用靶线穿过，置于充满氮气的燃烧器中。测出药条燃烧靶距长度所需要的时间，然后计算得到燃速。根据不同压力，不同温度下测得的燃速，可计算出燃速压力指数和燃速温度敏感系数。

同时，为了观察固体火箭发动机中，推进剂药条燃面附近的燃烧现象和火焰结构，人们多采用高速、近摄照相等手段和滤光技术，这也对燃烧器提出了可视化的要求。在燃烧器上加装透明玻璃，再利用固定在燃烧器外壳上的高速摄像机即可拍摄到药条的燃烧情况。

在实际工作时，火箭发动机中药条的燃烧方向与过载力方向间的夹角可能改变，这种角度改变也会对燃烧造成一定影响。为了在实验中反映出角度改变对燃烧造成的影响，燃烧器应该能在多种角度下进行试验，例如水平，竖直和倾斜。常规的燃烧器中，推进剂大都是竖直放置，将推进剂水平放置时，推进剂会因支承不够从而难以正常进行实验。综上所述，在实验中设计一种用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，是非常有必要的。

发明内容

本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器要解决的技术问题是：能够实现在多摆放角度下测量推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化，并且能使推进剂燃烧过程可视化。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，包括前封头、后封头、O形圈、反应釜、透明视窗、压盘、推进剂固定装置和线丝固定装置。推进剂固定装置和线丝固定装置都安装在可视化高压燃烧器内部，且线丝固定装置安装在推进剂固定装置上。推进剂固定装置包括短金属片、长金属片、前绝缘座、后绝缘座、前挡药板、后挡药板和推进剂药条。短金属片用于支撑推进剂的前端以及安装线丝固定装置；长金属片用于支撑推进剂的后端以及安装线丝固定装置。线丝固定装置包括靶线、电热丝、绝缘螺栓、螺母和压紧螺钉。为了实现在多摆放角度下测量推进剂燃速与燃烧室内压强变化，所述用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器需和相关实验装置配合使用，相关实验装置根据所需试验功能配用相应的实验装置。

所述短金属片与长金属片中长短指相对长短。

前封头、后封头、密封圈和侧面压盘共同实现反应釜从外部的密封。反应釜侧面开槽以放置透明视窗，透明视窗用于使推进剂燃烧过程可视化，压盘用于将透明视窗盖住，压盘固定在反应釜上。前封头、后封头和反应釜固定连接，前封头和后封头的作用是从前后端密封反应釜，前封头与反应釜接触的一端加工有环形定位带，后封头在与反应釜接触的一端同样加工有环形定位带，反应釜上开有相应的环形定位槽，槽内放置O形圈。安装时，通过将前封头、后封头的环形定位带插入反应釜的环形定位槽中，环形定位槽不仅对前封头、后封头的安装起定位作用，还通过压紧O形圈来实现良好的密封性能，保障在可视化燃烧器高压下工作时的气密性。电连接器安装在前封头的上端，即安装在可视化燃烧器外部，电连接器的作用一是将外部电流通过导线导入可视化燃烧器内部的电热丝，使电热丝发热并点燃推进剂药条；作用二是将靶线烧断时产生的脉冲信号传递给外部的信号采集仪，分析计算得出推进剂燃速。位于可视化燃烧器外部的电连接器作用是传递电信号。此外，后封头上开有盲孔，用于与推进剂固定装置中的后挡药板配合，盲孔和后挡药板配合用于加强整体结构的刚度，保证可视化燃烧器在水平放置时的结构稳定性。

推进剂固定装置的连接关系：推进剂固定装置安装在前封头的后端，即反应釜内部，作用是支承推进剂药条。线丝固定装置安装在推进剂固定装置中的金属片上，作用是固定靶线和电热丝。所述金属片根据相对长度包括短金属片，长金属片。推进剂固定装置包括短金属片、长金属片、前绝缘座、后绝缘座、前挡药板、后挡药板、推进剂药条。线丝固定装置包括靶线，电热丝，绝缘螺栓，螺母和压紧螺钉。前挡药板、后挡药板的作用都是对推进剂药条起支承作用。推进剂药条置于后挡药板内，并在侧面以螺钉压紧，保证可视化燃烧器在各角度下进行实验时，推进剂药条都能从后端被固定住，但仅靠后挡药板的支撑是不够的，因此在推进剂药条前端套入前挡药板，前挡药板和后挡药板共提供两段支承，通过前挡药板和后挡药板的支撑作用保障实验设备工作时的稳定性。为了支承前挡药板、后挡药板，将前挡药板、后挡药板分别装入由绝缘材料制成的前绝缘座与后绝缘座中。前绝缘座、后绝缘座的侧面均开有螺纹孔，用螺钉将短金属片、长金属片分别固定在前绝缘座、后绝缘座上，最后通过螺钉将金属片固定在前封头上，完成推进剂固定装置和燃烧器的连接。此外，将后挡药板的轴段伸入上述后封头的盲孔中，不仅为推进剂固定装置和反应釜的安装提供导向作用，还用于加强整体结构的刚度，保证可视化燃烧器在水平放置时，推进剂药条也不发生倾斜。

作为优选，所述金属片数量为两块短金属片、两块长金属片。四块金属片互相间隔90°，短金属片、长金属片的横截面为“L”形。

线丝固定装置的连接关系：为了点燃推进剂和利用靶线法测推进剂燃速，使用线丝固定装置安装靶线和电热丝。靶线的固定靠绝缘螺栓、压紧螺钉和螺母完成。绝缘螺栓沿轴线开有用于靶线从中穿过的通孔，螺栓头部在其中一侧面开有螺纹孔，供压紧螺钉拧入并压紧通孔中的靶线；螺母的作用是将绝缘螺栓固定到金属片上。一根线丝有两头，每一头都以所述的方式固定，因此，安装靶线和电热丝共需要与线丝头数对应组数的绝缘螺栓、压紧螺钉和螺母。此外，靶线和电热丝都需要穿过推进剂药条，还需要在推进剂药条的相应位置上钻孔供线丝通过。使用线丝固定装置将靶线和电热丝按照上述方式固定在推进剂固定装置中的金属片上之后，再将推进剂固定装置安装在前封头上，即完成线丝固定装置的安装连接。

作为优选，所述靶线数量优选两根，需要使用线丝固定装置安装两根靶线和一根电热丝。一根靶线安装在一对短金属片上，另一根靶线和电热丝则安装在另一对长金属片上。两根靶线在空间上异面垂直，沿火焰传播方向相距100mm。

作为优选，所述相关的实验装置还包括进排气装置、信号采集仪和高速摄像机。进排气装置包括压力传感器、过滤器、进气阀、排气阀和三通接头，进排气装置作用是在实验开始时向燃烧室内充入高压氮气、在推进剂燃烧过程中测量燃烧室内的压强变化以及在实验结束时将燃烧产物排出。信号采集仪接收来自可视化燃烧器内靶线的脉冲信号，从而实现测量推进剂燃速的功能。高速摄像机通过支架固定在可视化高压燃烧器的外壳上，与可视化高压燃烧器保持相对静止，通过可视化高压燃烧器的透明视窗拍摄到推进剂药条的燃烧情况。

上述的可视化高压燃烧器的作用是在燃烧器摆放角度可调的基础上，采用靶线法测量固体推进剂药条在高压环境下的燃烧速度，并以高速摄像机通过燃烧器的透明视窗，拍摄推进剂表面的燃烧情况。

本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器的工作方法为：按照所述用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器连接关系将可视化燃烧器组装完成后，首先打开进排气装置中的进气阀门，向燃烧室内充入高压氮气，根据压力传感器判断燃烧室内的压强是否达到实验设定值，当压强达到实验设定值关闭进气阀门。给电连接器通电，电流通过电连接器和导线传递给可视化燃烧器内部的电热丝，使电热丝发热并点燃推进剂药条，火焰从一端向另一端传播，并先后烧断固定于短金属片上的第一根靶线和固定于长金属片上的第二根靶线，由于线丝的熔断，会产生两次具有时间间隔的脉冲信号，并由信号采集仪所记录，根据记录结果得到两次脉冲信号的间隔时间Δt，再根据的两根靶线的距离L，即能够推算出推进剂的平均燃烧速度v。两根靶线的中间段处于透明视窗的可视范围内，当火焰传播至透明视窗时，通过支架固定在可视化燃烧器外壳上的高速摄影机会拍摄到推进剂药条的燃烧图像。待推进剂完全燃烧并经历一段时间的冷却后，打开排气阀门，排出燃烧室内的废气，完成在固定角度下对推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量。通过调整可视化燃烧器的摆放角度，然后重复所述固定角度下测量推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量方法，实现在多摆放角度下对推进剂在高压下燃烧速度和燃烧室内压强变化的测量。

有益效果：

1.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，在燃烧器两侧以透明玻璃使燃烧过程可视化并利用高速摄影机拍摄到推进剂的燃烧情况。所述的高速摄像机通过支架固定在燃烧器的外壳上，实现燃烧器与高速摄像机一体化的功能。

2.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，在前后封头上加工有环形定位带，反应釜上开有相应的环形定位槽，槽内放置O形橡胶圈。在安装时，通过将前后封头的环形定位带插入反应釜的环形定位槽中，不仅能够对前后封头的安装起定位作用，还能够通过压紧O形橡胶圈来实现良好的密封性能，保障燃烧器在高压下工作时的气密性。

3.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，采用靶线法测量推进剂的燃速。在螺栓沿轴线方向钻出能使靶线穿过的通孔，并在螺栓头部的一个侧面上开螺纹孔，拧入压紧螺钉压住靶线，保证两根靶线始终处于张紧状态，当靶线烧断时能迅速产生脉冲信号，使测量误差尽可能小。

4.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器在对推进剂的支承上采用前后两个挡药板，提供两段支承，推进剂的稳固性得以提高，保障燃烧器在多种角度下进行实验时，燃烧器内部装置的工作稳定性。

5.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，在燃烧器的后封头上开设一个盲孔，通过将推进剂固定装置中的后挡药板装入该孔，不仅为推进剂固定装置和反应釜的安装提供导向作用，还能够加强整体结构的刚度，保证燃烧器在水平放置时，推进剂药条也不会倾斜。

6.本发明公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，进排气装置用于向燃烧室内进行充气和排气，保障燃烧实验所需的高压环境，同时能够将燃烧产物排出，便于进行下次实验。

附图说明

图1为具体实施方式中，可视化高压燃烧器竖直放置时的装配示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为具体实施方式中，可视化高压燃烧器的实验原理图，图3所示的是燃烧器水平放置时的情形。

其中，1-前封头，2-O形橡胶圈，3-反应釜，4-压盘，5-透明玻璃，6-后封头，7-前绝缘座，8-前挡药板，9-短金属片，10-电热丝，11-推进剂，12-长金属片，13-后挡药板，14-后绝缘座，15-靶线，16-螺母，17-绝缘螺栓，18-压紧螺钉，19-信号采集仪，20-电源，21-导线，22-电连接器，23-燃烧器，24-压力传感器，25-排气阀，26-过滤器，27-三通接头，28-进气阀，29-平板形支架，30-螺钉，31-L形支架，32-高速摄像机。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合图和具体的实施例来对本发明进行进一步的说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，包括前封头1，O形密封圈2，反应釜3，压盘4，透明玻璃5，后封头6，前绝缘座7，前挡药板8，短钢片9，电热丝10，推进剂11，长钢片12，后挡药板13，后绝缘座14，靶线15，螺母16，绝缘螺栓17，压紧螺钉18。

连接关系：燃烧器靠前封头1、后封头6及侧面两个压盘4实现密封。反应釜3侧面开槽以放置透明玻璃5，并用压盘4盖住，然后将压盘4固定在反应釜3上，使燃烧器在侧向可视化。前封头1和后封头6在与反应釜3接触的一端都加工有环形定位带，反应釜3上开有相应的环形定位槽，槽内放置O形橡胶圈2。安装时，通过将前封头1和后封头6的环形定位带插入反应釜3的环形定位槽中，不仅对前封头1和后封头6的安装起到了定位作用，还通过压紧O形橡胶圈2来实现了良好的密封性能，保障燃烧器在高压下工作时的气密性。此外，后封头6上开有一个盲孔，安装推进剂固定装置时，将后挡药板13的轴段伸入该孔内，不仅对推进剂固定装置的安装起导向作用，还加强了整体结构的刚度。

前挡药板8、后挡药板13共同对推进剂11起支承作用。推进剂11置于后挡药板13内，并在侧面以螺钉压紧，同时也在药条11前端套入前挡药板8，保证燃烧器在各种角度下进行实验时，药条11都能被固定住。前挡药板8和后挡药板13分别装入前绝缘座7与后绝缘座14中。在前绝缘座7和后绝缘座14的侧面均开有螺纹孔，用螺钉将两块短钢片9分别固定在前绝缘座7的两个侧面上，两块长钢片12分别固定在后绝缘座14的两个侧面上。四块钢片上均开有用于安装绝缘螺栓17的孔。绝缘螺栓17沿轴线开有通孔，靶线15从中穿过，绝缘螺栓17采用外六角螺栓，在六角头的其中一面开有螺纹孔，供压紧螺钉18拧入并压紧通孔中的靶线15，最后以螺母16将绝缘螺栓17固定在钢片上，电热丝10和两根靶线15在钢片上的安装都按照上述方式。最后通过螺钉将四块钢片和与其固连的其余零件安装在前封头1上，完成推进剂固定装置、线丝固定装置与燃烧器的连接。

所述的前封头1，在下端面上应开有四个螺纹盲孔，用于将四块钢片和其余的推进剂固定装置通过螺钉安装在前封头1上。

所述的前绝缘座7和后绝缘座14，在零件的两个侧面各开有螺纹孔，用螺钉将两块短钢片9固定在前绝缘座7的两个侧面上，两块长钢片12固定在后绝缘座14上的两个侧面上。

所述的短钢片9和长钢片12，横截面为“L”形，每块钢片的顶端面上都开有通孔，螺钉2通过该孔将推进剂固定装置安装到前封头1上。钢片的侧面需要开两个孔，一个用于和绝缘座通过螺钉进行连接，另一个用于安装绝缘螺栓17，从而固定住靶线15或电热丝10。

所述的后挡药板13，下方的轴段必须伸入后封头6的盲孔中。由于长钢片12长度较大，仅通过一个螺钉安装在前封头1上不足以保证结构稳固性，必须在下端也给予支撑才能保障结构刚度。

所述的绝缘螺栓17，由绝缘材料制成，沿轴线开有能供靶线15穿过的通孔，螺栓头部为外六角头结构，在其中一面向下开有螺纹孔并贯穿到上述的通孔处，供压紧螺钉18拧入并压紧通孔中的靶线15。

本实施例公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器的实验原理如图3所示，包括信号采集仪19，电源20，导线21，电连接器22，燃烧器23，压力传感器24，排气阀25，过滤器26，三通接头27，进气阀28，平板形支架29，螺钉30，L形支架31，高速摄像机32。

连接关系：推进剂药条11固定在燃烧器23中，推进剂药条11的一头沿径向开有供电热丝10穿过的通孔，当电热丝10通电后即可点燃药条16，火焰从一端向另一端传播。用于测量推进剂燃速的两根靶线15平行安装，相距100mm，并且推进剂药条11上需钻出两个供靶线15穿过的小孔。电连接器22安装在燃烧器23的壳体上，在壳体上开孔使导线21伸入燃烧器23内，与靶线15或电热丝10连接。导线21用于传递电信号，一方面将电源20的电流传递给燃烧器23中的电热丝10，电热丝10发热并点燃推进剂11；另一方面将燃烧器23中两根靶线15烧断时产生的脉冲信号传递给信号采集仪19。

高速摄像机32负责拍摄推进剂11的燃烧情况。平板形支架29通过螺钉30安装于燃烧器23的外壳上，高速摄像机32通过螺钉30安装在L形支架31上，最后将高速摄像机32和L形支架31通过螺钉30安装于平板形支架29上，即可实现高速摄像机32和燃烧器23的一体化。

为了使推进剂11在指定的初压下进行燃烧实验，将压力传感器24所连接的管道伸入燃烧器23内部，即可使用压力传感器24监测燃烧室内的压力变化，当燃烧室内充入的气体已经达到指定压强时则停止充气。在三通接头27的两端分别安装进气阀28和排气阀25，用于对燃烧器23进行充气和排气。由于排气阀25所放出的燃烧废气中携带颗粒物，于是在三通接头27和排气阀25中间加入过滤器26，对燃烧产物起过滤作用。

所述的电连接器22数量共三个，每个电连接器22都是两芯接头，共六个接头，可连接六根导线21，其中两根用于连接电源20和电热丝10，另外两根分别连接两根靶线15的一端与信号采集仪19，最后两根连接两根靶线15的另一端与信号采集仪19。

本实施例公开的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器的工作方法为：按照所述用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器连接关系将可视化燃烧器23组装完成后，首先打开进排气装置中的进气阀门28，向燃烧室内充入高压氮气，根据压力传感器24判断燃烧室内的压强是否达到实验设定值，当压强达到实验设定值关闭进气阀门28；给电连接器22通电，电流通过电连接器22和导线21传递给可视化燃烧器23内部的电热丝10，使电热丝10发热并点燃推进剂药条11，火焰从一端向另一端传播，并先后烧断固定于短金属片9上的第一根靶线15和固定于长金属片12上的第二根靶线15，由于线丝的熔断，会产生两次具有时间间隔的脉冲信号，并由信号采集仪19所记录，根据记录结果得到两次脉冲信号的间隔时间Δt，再根据的两根靶线15的距离L，即能够推算出推进剂11的平均燃烧速度v；两根靶线15的中间段处于透明视窗5的可视范围内，当火焰传播至透明视窗5时，通过平板形支架29、L形支架31固定在可视化燃烧器23外壳上的高速摄影机32会拍摄到推进剂药条11的燃烧图像；待推进剂11完全燃烧并经历一段时间的冷却后，打开排气阀门25，排出燃烧室内的废气，完成在固定角度下对推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量；通过调整可视化燃烧器的摆放角度，然后重复所述固定角度下测量推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量方法，实现在多摆放角度下对推进剂在高压下燃烧速度和燃烧室内压强变化的测量。

以上描述对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：包括前封头(1)、O形圈(2)、反应釜(3)、压盘(4)、透明视窗(5)、后封头(6)、推进剂固定装置和线丝固定装置；推进剂固定装置和线丝固定装置都安装在可视化高压燃烧器内部，且线丝固定装置安装在推进剂固定装置上；推进剂固定装置包括短金属片(9)、长金属片(12)、前绝缘座(7)、后绝缘座(14)、前挡药板(8)、后挡药板(13)和推进剂(11)；短金属片(9)用于支撑推进剂(11)的前端以及安装线丝固定装置；长金属片(12)用于支撑推进剂(11)的后端以及安装线丝固定装置；线丝固定装置包括靶线(15)、电热丝(10)、绝缘螺栓(17)、螺母(16)和压紧螺钉(18)；为了实现在多摆放角度下测量推进剂燃速与燃烧室内压强变化，所述用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器需和相关实验装置配合使用，相关实验装置根据所需试验功能配用相应的实验装置；

后封头(6)上开有盲孔，用于与推进剂固定装置中的后挡药板(13)配合，盲孔和后挡药板(13)配合用于加强整体结构的刚度，保证可视化燃烧器在水平放置时的结构稳定性；

推进剂固定装置安装在前封头(1)的后端，作用是支承推进剂(11)；线丝固定装置安装在推进剂固定装置中的金属片上，作用是固定靶线(15)和电热丝(10)；所述金属片根据相对长度包括短金属片(9)，长金属片(12)；推进剂固定装置包括短金属片(9)、长金属片(12)、前绝缘座(7)、后绝缘座(14)、前挡药板(8)、后挡药板(13)、推进剂(11)；线丝固定装置包括靶线(15)，电热丝(10)，绝缘螺栓(17)，螺母(16)和压紧螺钉(18)；前挡药板(8)、后挡药板(13)的作用都是对推进剂(11)起支承作用；推进剂(11)置于后挡药板(13)内，并在侧面以螺钉压紧，保证可视化燃烧器在各角度下进行实验时，推进剂(11)都能从后端被固定住，但仅靠后挡药板(13)的支撑是不够的，因此在推进剂(11)前端套入前挡药板(8)，前挡药板(8)和后挡药板(13)共提供两段支承，通过前挡药板(8)和后挡药板(13)的支撑作用保障实验设备工作时的稳定性；为了支承前挡药板(8)、后挡药板(13)，将前挡药板(8)、后挡药板(13)分别装入由绝缘材料制成的前绝缘座(7)与后绝缘座(14)中；前绝缘座(7)、后绝缘座(14)的侧面均开有螺纹孔，用螺钉将短金属片(9)、长金属片(12)分别固定在前绝缘座(7)、后绝缘座(14)上，最后通过螺钉将金属片固定在前封头(1)上，完成推进剂固定装置和燃烧器的连接；此外，将后挡药板(13)的轴段伸入上述后封头的盲孔中，不仅为推进剂固定装置和反应釜(3)的安装提供导向作用，还用于加强整体结构的刚度，保证可视化燃烧器在水平放置时，推进剂(11)也不发生倾斜；

为了点燃推进剂和利用靶线法测推进剂燃速，使用线丝固定装置安装靶线(15)和电热丝(10)；靶线(15)的固定靠绝缘螺栓(17)、压紧螺钉(18)和螺母(16)完成；绝缘螺栓(17)沿轴线开有用于靶线(15)从中穿过的通孔，螺栓头部在其中一侧面开有螺纹孔，供压紧螺钉(18)拧入并压紧通孔中的靶线(15)；螺母(16)的作用是将绝缘螺栓(17)固定到金属片上；一根线丝有两头，每一头都以所述的方式固定，因此，安装靶线(15)和电热丝(10)共需要与线丝头数对应组数的绝缘螺栓(17)、压紧螺钉(18)和螺母(16)；此外，靶线(15)和电热丝(10)都需要穿过推进剂(11)，还需要在推进剂(11)的相应位置上钻孔供线丝通过；使用线丝固定装置将靶线(15)和电热丝(10)按照上述方式固定在推进剂固定装置中的金属片上之后，再将推进剂固定装置安装在前封头(1)上，即完成线丝固定装置的安装连接。

2.如权利要求1所述的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：前封头(1)、后封头(6)、O形圈(2)和侧面压盘(4)共同实现反应釜(3)从外部的密封；反应釜(3)侧面开槽以放置透明视窗(5)，透明视窗(5)用于使推进剂(11)燃烧过程可视化，压盘(4)用于将透明视窗(5)盖住，压盘(4)固定在反应釜(3)上；前封头(1)、后封头(6)和反应釜(3)固定连接，前封头(1)和后封头(6)的作用是从前后端密封反应釜(3)，前封头(1)与反应釜(3)接触的一端加工有环形定位带，后封头(6)在与反应釜(3)接触的一端同样加工有环形定位带，反应釜(3)上开有相应的环形定位槽，槽内放置O形圈(2)；安装时，通过将前封头(1)、后封头(6)的环形定位带插入反应釜(3)的环形定位槽中，环形定位槽不仅对前封头(1)、后封头(6)的安装起定位作用，还通过压紧O形圈(2)来实现良好的密封性能，保障在可视化燃烧器高压下工作时的气密性；电连接器(22)安装在前封头(1)的上端，即安装在可视化燃烧器外部，电连接器(22)的作用一是将外部电流通过导线(21)导入可视化燃烧器内部的电热丝(10)，使电热丝(10)发热并点燃推进剂(11)；作用二是将靶线(15)烧断时产生的脉冲信号传递给外部的信号采集仪(19)，分析计算得出推进剂燃速；位于可视化燃烧器外部的电连接器(22)作用是传递电信号。

3.如权利要求1所述的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：所述金属片数量为两块短金属片(9)、两块长金属片(12)；四块金属片互相间隔90°，短金属片(9)、长金属片(12)的横截面为“L”形。

4.如权利要求3所述的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：所述靶线(15)数量选两根，使用线丝固定装置安装两根靶线(15)和一根电热丝(10)；一根靶线(15)安装在一对短金属片(9)上，另一根靶线(15)和电热丝(10)则安装在另一对长金属片(12)上；两根靶线(15)在空间上异面垂直，沿火焰传播方向相距100mm。

5.如权利要求4所述的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：所述相关的实验装置还包括进排气装置、信号采集仪(19)和高速摄像机(32)；进排气装置包括压力传感器(24)、过滤器(26)、进气阀(28)、排气阀(25)和三通接头(27)，进排气装置作用是在实验开始时向燃烧室内充入高压氮气、在推进剂燃烧过程中测量燃烧室内的压强变化以及在实验结束时将燃烧产物排出；信号采集仪(19)接收来自可视化燃烧器内靶线(15)的脉冲信号，从而实现测量推进剂燃速的功能；高速摄像机(32)通过支架(29、31)和螺钉(30)固定在可视化高压燃烧器(23)的外壳上，并与可视化高压燃烧器(23)保持相对静止，通过燃烧器(23)的透明视窗(5)拍摄到推进剂(11)的燃烧情况。

6.如权利要求5所述的用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器，其特征在于：工作方法为，按照所述用于在多摆放角度下测量推进剂燃速的可视化高压燃烧器连接关系将可视化燃烧器(23)组装完成后，首先打开进排气装置中的进气阀(28)，向燃烧室内充入高压氮气，根据压力传感器(24)判断燃烧室内的压强是否达到实验设定值，当压强达到实验设定值关闭进气阀(28)；给电连接器(22)通电，电流通过电连接器(22)和导线(21)传递给可视化燃烧器(23)内部的电热丝(10)，使电热丝(10)发热并点燃推进剂(11)，火焰从一端向另一端传播，并先后烧断固定于短金属片(9)上的第一根靶线(15)和固定于长金属片(12)上的第二根靶线(15)，由于线丝的熔断，会产生两次具有时间间隔的脉冲信号，并由信号采集仪(19)所记录，根据记录结果得到两次脉冲信号的间隔时间Δt，再根据两根靶线(15)的距离L，即能够推算出推进剂(11)的平均燃烧速度v；两根靶线(15)的中间段处于透明视窗(5)的可视范围内，当火焰传播至透明视窗(5)时，通过平板形支架(29)、L形支架(31)固定在可视化燃烧器(23)外壳上的高速摄像机(32)会拍摄到推进剂(11)的燃烧图像；待推进剂(11)完全燃烧并经历一段时间的冷却后，打开排气阀(25)，排出燃烧室内的废气，完成在固定角度下对推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量；通过调整可视化燃烧器的摆放角度，然后重复所述固定角度下测量推进剂在高压下燃烧速度与燃烧室内压强变化的测量方法，实现在多摆放角度下对推进剂在高压下燃烧速度和燃烧室内压强变化的测量。

Images