CN110594038A - 一种多次脉冲激励装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多次脉冲激励装置，由多个具有独立脉冲功能的装药舱串联组成，所述装药舱包括电点火器、单向塞、多孔挡板、药柱和壳体；壳体内装药柱，壳体一端固定连接多孔挡板，另一端由单向塞密封；第一级装药舱通过喷嘴替代单向塞与发动机连接，后一级的单向塞与前一级的多孔挡板相对，远离喷嘴的最后一级装药舱通过端盖替代多孔挡板实现密封；电点火器点燃药柱产生燃气，单向塞在燃气作用下，向喷嘴方向移动，并由前一级多孔挡板限位，燃气经单向塞外圆周与壳体内壁间隙、多孔挡板进入发动机。本发明能够形成多次脉冲激励。

Description

一种多次脉冲激励装置

技术领域

本发明涉及固体发动机技术领域，具体涉及一种多次脉冲激励装置。

背景技术

在固体发动机工作过程中，在一定外部激励条件下，固体推进剂燃烧产生的一部分能量与声场耦合，产生不规则、周期性的压强振荡，造成发动机偏离设计状态，甚至压强激增导致发动机解体，这种由燃烧造成的不规则振荡且不断发展的过程称之为不稳定燃烧，是制约固体发动机发展的重要基础技术难题之一。

固体发动机在工作过程中存在的激励因素较多，例如推进剂燃烧产物聚集间歇性排除喷管可造成压强扰动，导弹瞬时飞行过载也能产生压强扰动，各种激励因素在发动机自身稳定性不高的情况下会诱发出现不稳定燃烧问题。

为了深入研究和解决发动机不稳定燃烧问题，需要在发动机地面试验中模拟激励因素，提供一种可形成多次脉冲的激励装置，通过向发动机中提供多次压强扰动，研究发动机工作过程稳定性，进而为解决固体发动机不稳定燃烧问题提供重要的试验能力支撑。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多次脉冲激励装置，能够形成多次脉冲激励。

本发明的具体实施方案如下：

一种多次脉冲激励装置，所述多次脉冲激励装置由多个具有独立脉冲功能的装药舱串联组成，所述装药舱包括电点火器、单向塞、多孔挡板、药柱和壳体；

所述壳体内装药柱，壳体一端固定连接多孔挡板，另一端由单向塞密封；第一级装药舱通过喷嘴替代单向塞与发动机连接，后一级的单向塞与前一级的多孔挡板相对，远离喷嘴的最后一级装药舱通过端盖替代多孔挡板实现密封；电点火器点燃药柱产生燃气，单向塞在燃气作用下，向喷嘴方向移动，并由前一级多孔挡板限位，燃气经单向塞外圆周与壳体内壁间隙、多孔挡板进入发动机。

进一步地，所述最后一级装药舱的电点火器固定连接在端盖上。

进一步地，所述多孔挡板为圆板，圆板设有中心孔，中心孔外围均布通孔；

所述单向塞为端面设有伸出轴的圆柱，所述伸出轴外径与圆板中心孔径长度一致，单向塞通过伸出轴轴肩与多孔挡板端面卡合限位；单向塞圆柱部分外圆周面上设有与壳体内壁凸起限位配合的凸台，且凸台外径小于壳体内径。

有益效果：

1、本发明由多个具有独立脉冲功能的装药舱串联组成，可形成多次脉冲激励，脉冲次数可调。脉冲激励装置结构简单、操作简便、可靠性高，通过模块化设计，可模拟固体发动机的激励条件，进而在地面试验中研究固体发动机的工作可靠性，是一种低成本、易实施的不稳定燃烧问题研究的试验装置。

2、本发明将远离喷嘴的最后一个装药舱的电点火器固定在端面，能够节省空间。

附图说明

图1为三次脉冲激励装置的结构示意图；

图2为Ⅰ脉冲装药舱工作过程示意图；

图3为Ⅱ脉冲装药舱工作过程示意图；

其中，1-电点火器，2-单向塞，3-多孔挡板，4-药柱，5-壳体，6-喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种多次脉冲激励装置，根据需要的脉冲激励次数组合装药舱数量。如图1所示，以三次脉冲激励装置为例，由Ⅰ脉冲装药舱、Ⅱ脉冲装药舱及Ⅲ脉冲装药舱通过壳体固连顺次串联而成，每个装药舱具有独立脉冲功能，包括电点火器1、单向塞2、多孔挡板3、药柱4和壳体5。

多孔挡板3为圆板，圆板设有中心孔，中心孔外围均布通孔。

单向塞2为端面设有伸出轴的圆柱，该伸出轴外径与圆板中心孔径长度一致，单向塞2通过伸出轴轴肩与多孔挡板3端面卡合限位；单向塞2圆柱部分外圆周面上设有与壳体5内壁凸起限位配合的凸台，且凸台外径小于壳体5内径。

壳体5内装药柱4，壳体5远离喷嘴6一端固定连接多孔挡板3，另一端由单向塞2密封，单向塞2圆柱外圆周通过密封圈与壳体5内壁凸起密封配合，同时，单向塞2圆柱部分外圆周面上的凸台端面与壳体5内壁凸起限位卡合。

Ⅰ脉冲装药舱一端通过喷嘴6替代单向塞2与发动机连接，将脉冲激励装置药柱燃烧产生的高压燃气传入发动机以实现脉冲功能，喷嘴6与壳体5可为一体结构，Ⅰ脉冲装药舱另一端固定连接多孔挡板3，Ⅰ脉冲装药舱的电点火器1安装在Ⅰ脉冲装药舱与Ⅱ脉冲装药舱连接的壳体5外圆周面上，Ⅰ脉冲装药舱的多孔挡板3与Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2相对。Ⅲ脉冲装药舱一端的单向塞2与Ⅱ脉冲装药舱的多孔挡板3相对，Ⅲ脉冲装药舱另一端由端盖封闭，同时Ⅲ脉冲装药舱的电点火器1固定连接在端盖端面上。

如图2、图3所示，Ⅰ脉冲装药舱的电点火器1点燃Ⅰ脉冲药柱产生高压燃气，Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2圆柱部分外圆周面上的凸台端面与壳体5内壁凸起限位卡合，Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2与Ⅰ脉冲装药舱的多孔挡板3的相对面受压起到密封作用，燃气仅能通过喷嘴6传入发动机产生第一次脉冲激励；Ⅰ脉冲装药舱工作过程结束后，在需要第二次激励的时刻，Ⅱ脉冲装药舱的点火器1点燃Ⅱ脉冲药柱产生高压燃气，Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2另一面承受高压打开，向喷嘴6方向移动，由Ⅰ脉冲装药舱的多孔挡板3对Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2进行限位，此时，Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2伸出轴伸入多孔挡板3中心孔，同时该伸出轴轴肩与多孔挡板3端面卡合，Ⅱ脉冲高压燃气经由Ⅱ脉冲装药舱的单向塞2外圆周与壳体5内壁间隙、Ⅰ脉冲装药舱的多孔挡板3通孔进入Ⅰ脉冲腔体，最终通过喷嘴6传入发动机产生第二次脉冲激励，第三次脉冲激励形成原理与之相同，依此类推，多次激励形成原理同上。

具体实施时，首先需要根据需要模拟的真实发动机的特征工作时间和所需激励压强确定脉冲激励器的激励次数和激励压强；其次，根据激励压强设计单个脉冲装药舱的药柱质量和脉冲器喷嘴喉径；接着，根据所需激励次数串联若干脉冲装药舱，实现多次脉冲激励要求；最后，在固体发动机工作过程的设定时刻，激活各个脉冲装药舱产生单次脉冲，同时测量发动机工作数据，进而分析发动机的工作稳定性，研究解决固体发动机不稳定燃烧问题。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多次脉冲激励装置，其特征在于，所述多次脉冲激励装置由多个具有独立脉冲功能的装药舱串联组成，所述装药舱包括电点火器、单向塞、多孔挡板、药柱和壳体；

所述壳体内装药柱，壳体一端固定连接多孔挡板，另一端由单向塞密封；第一级装药舱通过喷嘴替代单向塞与发动机连接，后一级的单向塞与前一级的多孔挡板相对，远离喷嘴的最后一级装药舱通过端盖替代多孔挡板实现密封；电点火器点燃药柱产生燃气，单向塞在燃气作用下，向喷嘴方向移动，并由前一级多孔挡板限位，燃气经单向塞外圆周与壳体内壁间隙、多孔挡板进入发动机。

2.如权利要求1所述的多次脉冲激励装置，其特征在于，所述最后一级装药舱的电点火器固定连接在端盖上。

3.如权利要求1所述的多次脉冲激励装置，其特征在于，所述多孔挡板为圆板，圆板设有中心孔，中心孔外围均布通孔；

所述单向塞为端面设有伸出轴的圆柱，所述伸出轴外径与圆板中心孔径长度一致，单向塞通过伸出轴轴肩与多孔挡板端面卡合限位；单向塞圆柱部分外圆周面上设有与壳体内壁凸起限位配合的凸台，且凸台外径小于壳体内径。