CN110595782A - 轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，该装置包括堵盖（1）、轴径混合式隔层试件（2）、壳体（4）和内衬（3）；壳体（4）两端头部均设有外螺纹，壳体（4）内正中间位置设有阶梯状的通孔，用于轴径混合式隔层试件（2）的限位，壳体（4）内径较大一端与设有内螺纹的堵盖（1）连接，内径较小一端与外设Ⅰ脉冲发动机连接，内衬（3）套在壳体（4）内，内衬（3）一端与壳体（4）内径较小一端端口平齐。本发明解决了双脉冲发动机Ⅱ脉冲径向软质隔层工作烧蚀过程难以模拟观测，及装置复杂难以组装的问题，利用该工作模拟装置可实现轴径混合式软质隔层工作烧蚀过程的安装固定和观测。
Description
技术领域
本发明属于双脉冲发动机热防护系统试验研究领域，特别是一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置。
背景技术
固体火箭发动机因其结构简单,使用方便,工作可靠等优良特性,在各类武器系统中得以广泛应用。但随着航空航天领域的逐步发展，传统固体火箭发动机推力不可中断和调控的固有缺陷愈发凸显，尤其是将其与液体火箭发动机优越的可控性相比时。因此，对固体火箭发动机可控性技术的研究尤为重要。
经过现代化战争和导弹武器系统之间的双向促进，固体火箭发动机技术的最新研究成果——双脉冲固体火箭发动机应运而生。双脉冲发动机具备多次启动的能力，突出防区外发射，强调弹道可变性，毫无疑问，其针对固体火箭发动机的固有缺陷提出了一种良好的解决方案。双脉冲发动机用具有阻燃隔热功能的级间隔离装置将固体火箭发动机分成两个相对独立的燃烧室，拥有独立的点火系统，控制系统可分别控制两个燃烧室先后点火启动，达到推力可控多次启动的效果。
双脉冲发动机工作过程中燃烧室需长时间承受3000K以上的热载荷及10MPa以上的内压载荷作用，且随着高能推进剂的使用，和高比冲发动机的设计，燃烧室内温和压力载荷必将进一步提升。为确保双脉冲发动机可靠工作，脉冲隔离装置的软质隔层设计至关重要，防热结构厚度不足，将导致壳体过度升温，危及结构完整性；反之，防热结构设计冗余，将造成发动机消极质量增加，严重影响发动机工作性能。因此，需要设计一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，对双脉冲发动机的热防护结构设计提供参考。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，解决了双脉冲发动机Ⅱ脉冲径向软质隔层工作烧蚀过程难以模拟和观测的问题，利用该试验装置烧蚀腔体可实现轴径混合式软质隔层工作烧蚀过程的安装和固定。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，该装置包括堵盖、轴径混合式隔层试件、壳体和内衬；壳体两端头部均设有外螺纹，壳体内正中间位置设有阶梯状的通孔，用于轴径混合式隔层试件的限位，壳体内径较大一端与设有内螺纹的堵盖连接，内径较小一端与外设Ⅰ脉冲发动机连接，内衬套在壳体内，内衬一端与壳体内径较小一端端口平齐。
所述堵盖、壳体采用的45钢材料；所述内衬采用三元乙丙橡胶材料。
所述堵盖、轴径混合式隔层试件、烧蚀腔体壳体和烧蚀腔体内衬均为单轴旋转体结构。
堵盖内侧距中心轴线13mm和43mm之间有一Ⅱ脉冲模拟装药药柱，用以顶住轴径混合式隔层试件。
堵盖内部中心位置设有一圆形凸台，轴径混合式隔层试件的一端挤压插入圆形凸台与Ⅱ脉冲模拟装药药柱之间的环形槽内，整个轴径混合式隔层试件紧贴在Ⅱ脉冲模拟装药药柱的内侧表面。
内衬与壳体采用粘接方式连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）本试验装置轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置可更真实的模拟双脉冲发动机Ⅱ脉冲轴径向软质隔层的工作工程，复现了轴径混合软质隔层前近乎滞止的流场，不存在加速现象。
（2）本试验装置轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置普适性强，适用于各种直径、厚度的热防护材料试验模拟。
（3）本试验装置轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置结构简单，易组装，安全可靠，软质隔层烧蚀面积大，便于实验结果观测。
附图说明
图1为本发明一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置的示意图。
图2为本发明一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置堵盖的示意图。
图3为本发明一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置试件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
结合图1，一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，用于研究绝热材料传质传热烧蚀过程，对发动机热防护结构设计具有重要的参考价值。
所述工作模拟装置包括堵盖1、轴径混合式隔层试件2、壳体3和内衬4。
所述堵盖1、壳体3采用的45钢材料主要是保证强度，来满足双脉冲发动机长时间工作的要求；所述内衬4采用三元乙丙橡胶材料，其目的是阻燃隔热，避免壳体温度过高。
结合图1，所述堵盖1、轴径混合式隔层试件2、壳体3和内衬4均为单轴旋转体结构。
结合图2，所述堵盖1设有内螺纹与壳体3连接；中部有一双脉冲发动机Ⅱ脉冲模拟装药药柱，用以顶住轴径混合式隔层试件2，以防试件在压力作用下变形，同时药柱与堵盖一体，装配简单，安全可靠；正中间设有凸台，与模拟药柱一并挤压试件，防止燃气进入试件内侧。
结合图3，所述轴径混合式隔层试件2适用于轴径混合式双脉冲固体火箭发动机，环向包裹住Ⅱ脉冲，阻燃隔热，避免Ⅰ脉冲工作时Ⅱ脉冲药柱被点燃。
结合图1，所述壳体3左右均设有外螺纹，与堵盖1和外设Ⅰ脉冲发动机连接，内部设有台阶，对轴径混合式隔层试件2进行挤压固定。内衬4与壳体3粘接。
Claims (6)
1.一种轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：该装置包括堵盖（1）、轴径混合式隔层试件（2）、壳体（4）和内衬（3）；壳体（4）两端头部均设有外螺纹，壳体（4）内正中间位置设有阶梯状的通孔，用于轴径混合式隔层试件（2）的限位，壳体（4）内径较大一端与设有内螺纹的堵盖（1）连接，内径较小一端与外设Ⅰ脉冲发动机连接，内衬（3）套在壳体（4）内，内衬（3）一端与壳体（4）内径较小一端端口平齐。
2.根据权利要求1所述的轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：所述堵盖（1）、壳体（3）采用的45钢材料；所述内衬（4）采用三元乙丙橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：所述堵盖（1）、轴径混合式隔层试件（2）、烧蚀腔体壳体（3）和烧蚀腔体内衬（4）均为单轴旋转体结构。
4.根据权利要求1所述的轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：堵盖（1）内侧距中心轴线13mm和43mm之间有一Ⅱ脉冲模拟装药药柱，用以顶住轴径混合式隔层试件（2）。
5.根据权利要求1或4所述的轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：堵盖（1）内部中心位置设有一圆形凸台，轴径混合式隔层试件（2）的一端挤压插入圆形凸台与Ⅱ脉冲模拟装药药柱之间的环形槽内，整个轴径混合式隔层试件（2）紧贴在Ⅱ脉冲模拟装药药柱的内侧表面。
6.根据权利要求1所述的轴径混合式双脉冲软质隔层工作模拟装置，其特征在于：内衬（4）与壳体（3）采用粘接方式连接。
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2019
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