CN113310700B - 用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及航空航天大学技术领域，尤其是涉及一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其包括：冷却剂供应单元以及加热单元；冷却剂供应单元用于对冷却通道供给冷却剂；加热单元以预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数对冷却通道加热；具体地，首先以预设加热时间利用加热单元对冷却通道进行单次时间，其中加热单元的加热效率模拟液体火箭发动机实际点火的情况；然后以预设加热次数对于冷却通道加热，直至冷却通道出现裂纹时，停止加热；最后，根据所述加热单元的预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数能够计算出所述冷却通道的疲劳寿命。

Description

用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统

技术领域

本申请涉及航空航天大学技术领域，尤其是涉及一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统。

背景技术

液体火箭发动机的燃烧室具有很高的热强度，燃气具有高温、高压以及高速等特点，燃气与燃烧室的壁面会发生剧烈的对流和辐射换热，现有的采用外冷却法实现对燃烧室的降温，具体为靠流经冷却通道的冷却剂来进行冷却；其中冷却通道外壁温度接近冷却剂的温度，气壁温度接近900K，二者巨大的温差导致内壁承受严重的热载荷，由此产生的热应力通常情况下超过其内壁材料的弹性极限，内壁出现塑性变形。

然而，经过多次的循环工作之后，推力室的冷却通道底部会逐渐累积不可逆转的变形，棘轮效应使内壁不断突出变薄，最终产生蠕变断裂导致内壁失效，最终导致冷却剂直接泄露到高温燃气中，引发灾难性后果。

因此，亟需一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，用于对冷却通道疲劳寿命进行测试。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，以在一定程度上解决现有技术中无法判断冷却通道的疲劳使用寿命，最终导致冷却剂直接泄露到高温燃气中，引发灾难性后果的技术问题。

本申请提供了一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，包括：冷却剂供应单元以及加热单元；

所述冷却剂供应单元用于对冷却通道供给冷却剂；

所述加热单元以预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数对所述冷却通道加热；

当所述冷却通道出现裂纹时，停止所述加热单元；根据所述加热单元的预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数能够计算出所述冷却通道的疲劳寿命。

在上述技术方案中，进一步地，所述加热单元包括感应线圈、电源以及磁性件；

所述感应线圈与所述电源连接；

所述冷却通道具有相对设置的第一端面和第二端面；

所述感应线圈套设于所述冷却通道或靠近于所述第一端面侧；所述磁性件设置于所述冷却通道的第二端面侧。

在上述技术方案中，进一步地，所述加热单元包括顺次排布的激光源、扫描振镜以及聚焦镜；

所述聚焦镜朝向所述冷却通道的一侧；

所述激光源能够发出激光束，所述激光束依次通过所述扫描振镜以及所述聚焦镜，所述聚焦镜能够将激光束聚焦至所述冷却通道的一侧，并用于对所述冷却通道加热。

在上述技术方案中，进一步地，所述冷却剂供应单元包括用于存储冷却剂的存储箱以及用于输送所述输送模块；

所述输送模块分别与所述存储箱和所述冷却通道连通；

所述输送模块用于将所述存储箱内的冷却剂输送至所述冷却通道，所述冷却剂用于对所述冷却通道降温。

在上述技术方案中，进一步地，所述输送模块包括供应管路和试验管路；

所述供应管路分别与所述存储箱和所述试验管路连通，所述试验管路与所述冷却通道连通；

所述供应管路上设置有第一手阀，所述第一手阀用于控制所述供应管路的通断；

所述试验管路上设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述试验管路的通断；

所述试验管路上且靠近所述供应管路侧设置有第一单向阀，所述第一单向阀能够防止所述试验管路内的冷却剂倒流回所述供应管路。

在上述技术方案中，进一步地，所述供应管路上且靠近所述试验管路侧设置有换向阀；

所述换向阀的第一端与所述供应管路连通，所述换向阀的第二端与所述试验管路连通，所述换向阀的第三端通过冷却剂回液管路与所述存储箱连通；

当所述存储箱向所述冷却通道供给冷却剂时，所述换向阀连通所述供应管路与所述试验管路；

当所述存储箱停止向所述冷却通道供给冷却剂时，所述换向阀连通所述试验管路与所述冷却剂回液管路，以使冷却剂通过所述冷却剂回液管路回流至所述存储箱。

在上述技术方案中，进一步地，还包括第一防护单元。

所述第一防护单元包括储存箱以及喷淋头；

所述喷淋头的一端通过防护管路与所述存储箱连通且另一端朝向所述冷却通道，所述防护管路上设置有第三电磁阀；

当所述冷却通道的温度超过预设温度时，打开所述第三电磁阀，使得存储箱内的液体通过所述喷淋头喷淋至所述冷却通道上，以对所述冷却通道降温。

在上述技术方案中，进一步地，还包括冲洗单元，所述冲洗单元包括导入管路；

所述导入管路分别与所述试验管路和所述储存箱连通，所述导入管路用于将所述储存箱的液体导通至所述试验管路；

所述导入管路上设置有第二电磁阀，所述导入管路上靠近所述试验管路侧设置有第二单向阀；

所述第二电磁阀用于控制所述导入管路的通断，所述第二单向阀能够防止所述试验管路内的冷却剂倒流回所述去离子水箱内。

在上述技术方案中，进一步地，还包括第二防护单元，所述第二防护单元包括防爆柜；

所述试验管路、所述加热单元以及部分所述第一防护单元均设置于所述防爆柜内。

在上述技术方案中，进一步地，还包括回收单元，所述回收单元包括回收箱；

所述回收箱与所述防爆柜连通，能够收集从所述防爆柜导出的液体；

所述回收箱与所述冷却通道的输出端连通，用于收集从所述冷却通道内导出的冷却剂。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，包括冷却剂供应单元以及加热单元；所述冷却剂供应单元用于对冷却通道供给冷却剂；

所述加热单元以预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数对所述冷却通道加热；

具体地，首先以预设加热时间利用加热单元对冷却通道进行单次时间，其中加热单元的加热效率模拟液体火箭发动机实际点火的情况；然后以预设加热次数对于冷却通道加热，直至冷却通道出现裂纹时，停止加热；最后，根据所述加热单元的预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数能够计算出所述冷却通道的疲劳寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统的流程图；

图2为本申请实施例一提供的测试面板的结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统的流程图。

附图标记：

100-冷却剂供应单元；101-加热单元；102-冷却通道；103-感应线圈；104-电源；105-激光源；106-整形镜；107-扫描振镜；108-聚焦镜；109-存储箱；110-供应管路；111-试验管路；112-第一手阀；113-过滤器；114-回收单元；115-回收箱；116-溢流阀；117-阻尼器；118-减压器；119-流量计；120-第二手阀；121-变频增压泵；122-调节针阀；127-立体摄像系统；132-液压隔膜泵；133-变频防爆电机；134-换向阀；135-第一单向阀；136-第一电磁阀；137-第一防护单元；138-储存箱；139-喷淋头；140-防护管路；141-第三电磁阀；142-冲洗单元；143-导入管路；144-第二电磁阀；145-调节管路；146-溢流管路；147-管道；148-回液管路；149-第二单向阀；150-防爆柜；151-集液腔；152-孔；153-均液板；154-测试面。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“去离子水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

结合图1所示，一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，包括：冷却剂供应单元100以及加热单元101；所述冷却剂供应单元100用于对冷却通道102供给冷却剂；所述加热单元101以预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数对所述冷却通道102加热；

具体地，首先以预设加热时间利用加热单元101对冷却通道102进行单次时间，其中加热单元101的加热效率模拟液体火箭发动机实际点火的情况；然后以预设加热次数对于冷却通道102加热，直至冷却通道102出现裂纹时，停止加热；最后，根据所述加热单元101的预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数能够计算出所述冷却通道102的疲劳寿命。

在该实施例中，所述冷却剂供应单元100用于存储冷却剂的存储箱109(在该实施例中以及下面的实施例中，以冷却剂为过氧化氢冷却剂为例进行阐述)以及用于输送过氧化氢冷却剂的输送模块过氧化氢；所述输送模块包括供应管路110和试验管路111，所述供应管路110的一端与存储箱109连通，且另一端与试验管路111连通，利用供应管路110和所述试验管路111将过氧化氢冷却剂从存储箱109内导通给冷却通道102，以实现对冷却通道102的降温。

在该实施例中，所述供应管路110上依次设置有第一手阀112、过滤器113、液压隔膜泵132以及变频防爆电机133，所述第一手阀112靠近所述存储箱109，所述变频防爆电机133靠近所述试验管路111，当打开第一手阀112时，实现对供应管路110与存储箱109的连通。

具体地，所述存储箱109用来贮存过氧化氢冷却剂，存储箱109的加注入口采用球头连接方式，保证与火箭发动机试验用接头相匹配。

具体地，所述第一手阀112采用直通式手动截止阀，从而来提高冷却剂供应单元100的可靠性。

具体地，所述过滤器113采用网式过滤器113，所述过滤器113用于防止从存储箱109内导出的过氧化氢冷却剂中的颗粒杂质等进入到液压隔膜泵132内，从而提高液压隔膜泵132的稳定性；进一步地，所述第一手阀112与过滤器113之间的供应管路110采用304不锈钢材质。

具体地，所述液压隔膜泵132用于对过氧化氢冷却剂进行增压。

具体地，所述液压隔膜泵132的主轴与变频防爆电机133的主轴轴向固定连接，变频防爆电机133使用三相交流电驱动，通过变频器调节三相交流电的频率进而改变所述液压隔膜泵132的转速，从而调节所述液压隔膜泵132的流量；进一步地，变频防爆电机133的转速可以通过变频器进行动态调节，因此在液压隔膜泵132的工作过程中，可以实现过氧化氢冷却剂的流量的动态调节。

在过氧化氢冷却剂供应过程中，打开第一手阀112，实现供应管路110与试验管路111之间的连通，进而实现对冷却通道102供应过氧化氢冷却剂，当停止或暂停试验时，关闭第一手阀112，停止过氧化氢冷却剂的供应，然而当直接关闭第一手阀112时，液压隔膜泵132流量迅速减小，导致液流状况会剧烈改变，液压隔膜泵132会遭受水击作用，对液压隔膜泵132会造成巨大的损坏，为了解决此问题，本申请在供应管路110上设置有换向阀134，具体地，换向阀134设置在变频防爆电机133与试验管路111中间，进一步，所述换向阀134为电动控制的两位三通阀，其第一端与所述供应管路110连通，所述换向阀134的第二端与所述试验管路111连通，所述换向阀134的第三端通过过氧化氢冷却剂回液管路148与所述存储箱109连通；在实际的使用过程中，当所述换向阀134位于第一位置时，所述换向阀134能够导通所述供应管路110与所述试验管路111，进而实现对冷却通道102的过氧化氢冷却剂的供应；当不需要向冷却通道102供应过氧化氢冷却剂时，控制换向阀134位于第二位置，使得供应管路110与试验管路111断开，试验管路111与过氧化氢冷却剂回液管路148连通，进而使得位于试验管路111内的过氧化氢冷却剂能够直接回流至存储箱109内；使用换向阀134能够方便控制过氧化氢冷却剂的供应以及回流。

在该实施例中，所述试验管路111上依次设置有第一单向阀135、阻尼器117、减压器118、流量计119以及第一电磁阀136；所述第一单向阀135靠近所述供应单元侧设置，所述第一电磁阀136靠近所述冷却通道102设置。

具体地，打开第一电磁阀136能够实现供应管路110与试验管路111之间的连通，进而实现对冷却通道102的过氧化氢冷却剂的供应。

具体地，当试验暂停时，为了防止试验管路111内的过氧化氢冷却剂倒流，在所述试验管路111上设置有第一单向阀135，且第一单向阀135靠近供应管路110。

具体地，阻尼器117是一种压力补偿器，考虑液压隔膜泵132的实际工作状态，压力会产生波动，压力补偿器利用弹簧阻尼缓冲压力的波动，提高出口压力稳定性，降低输送模块的压力振荡。

具体地，减压器118通过膜片和弹簧来稳定第一电磁阀136后的压力。

在该实施例中，为了能够实现对过氧化氢冷却剂的供应量的调节，在所述存储箱109和供应管路110之间还设置有溢流管路146，溢流管路146的输出端设置在第一单向阀135与换向阀134之间，且在溢流管路146上设置有溢流阀116；在实际的过氧化氢冷却剂的调节过程中，首先利用溢流阀116进行粗调(溢流阀116是一种控制电磁阀)，当压力小于溢流阀116设定值时，过氧化氢冷却剂继续流入试验管路111，当压力达到或高于设定值时，多余过氧化氢冷却剂流回存储箱109内，从而使其压力稳定在设定值。

在该实施例中，考虑到液体火箭发动机全尺寸推力室及其冷却通道102的体积较大，重量较重，直接利用推力室的冷却通道102来进行试验，浪费人力、物力以及金钱，所以在该实施例中，将冷却通道102利用面板来进行试验，其中，结合图2所示，测试面板的结构、尺寸、材料参照实际的推力室中的冷却通道102进行设计，图中包含多个冷却通道102，进一步地，具有集液腔151以便过氧化氢冷却剂流入流出，为了均匀流入各冷却通道102的过氧化氢冷却剂的量，在冷却通道102的一侧设置有具有孔152的均液板153。

具体地，为了模拟测试面板一侧能够被加热，另一侧不被加热，所述加热单元101包括感应线圈103、电源104以及磁性件；所述感应线圈103与所述电源104连接；所述冷却通道102具有相对设置的第一端面和第二端面；所述感应线圈103套设于所述冷却通道102或靠近于所述第一端面侧；所述磁性件设置于所述冷却通道102的第二端面侧。第一端面侧为需要加热的一侧，第二端面侧为不需要加热侧；从而来模拟实际的推力室中的冷却通道102的结构。

进一步地，在该实施例中采用电磁感应的方法使测试面板的内部产生电流，即产生集肤效应，依靠涡流能量在测试面板的表面形成很高的热源。

更进一步地，采用电磁感应的单面感应加热，即根据电磁感应原理，将通有高频交流电的感应线圈103放在测试面板需要加热的第一端面侧，在不需要加热侧放置磁性件用以抵消该侧的磁力线，从而避免该侧被加热；更进一步地，置于交变电磁场中的测试面板切割磁力线，与磁力线垂直的截面上会出现感生涡流，电能在阻抗上转化为热能，能够满足测试面板的测试要求。

优选地，在测试面板不需要加热侧粘贴两层磁性件以抵消感应线圈103对测试面板产生的热量，进而避免不需要加热侧被加热。

优选地，所述磁性件采用0.15mm厚度的EMI电磁屏蔽泡沫，值得说明的是：采用其他磁性物质均不超出本申请的保护范围。

优选地，所述电源104采用斩波调压逆变式IGBT电源104，谐振方式为输出隔离型次级串联谐振。

在该实施例中，在利用加热单元101对冷却通道102加热时，为了防止对冷却通道102的加热温度过高，而造成对冷却通道102的损坏，所述用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统还包括还包括第一防护单元137,所述第一防护单元137包括储存箱138以及喷淋头139，所述储存箱138用于存储去离子水，所述喷淋头139的一端通过防护管路140与所述储存箱138连通且另一端朝向所述冷却通道102，所述防护管路140上设置有第三电磁阀141，所述第三电磁阀141用于控制防护管路140的通断。

具体地，当所述冷却通道102的温度超过预设最高温度或测试面板起火时，打开所述第三电磁阀141，使得储存箱138内的去离子水通过所述喷淋头139喷淋至所述冷却通道102上，以对所述冷却通道102降温。

具体地，所述防护管路140上靠近所述储存箱138侧设置有变频增压泵121，变频增压泵121用于对存储箱109内的去离子水进行增压；进一步地，变频增压泵121是变频恒压泵，其具有不锈钢泵头，泵流量设置为≥1kg/s，经过变频恒压泵后的压力≥0.5MPa，由电机驱动，为了保证安全，电机和变频恒压泵在试验过程中一直处于工作状态。

值得注意的是：储存箱138布置高于试验管路111，这样，即使变频增压泵121失效时，储存箱138内的去离子水在自重下也能流入冷却通道102，进行对冷却通道102的降温。

具体地，所述第一防护单元137还包括调节管路145，所述调节管路145的第一端与所述防护管路140连接，第二端与储存箱138连通；第一端具体连接在第三电磁阀141与变频增压泵121之间；进一步地，所述调节管路145上设置有调节针阀122，调节针阀122是溢流阀116的一种，在正常试验状态，去离子水通过调节管路145循环回至存储箱109。

在该实施例中，防止在试验过程中出现爆炸等特殊情况，所述用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统还包括第二防护单元，所述第二防护单元包括防爆柜150；所述试验管路111、所述加热单元101以及喷淋头139均设置于所述防爆柜150内。

具体地，所述第三电磁阀141在试验过程中，始终是常开的，一旦加热单元101以及冷却通道102出现过热、燃烧等情况下，喷淋头139对防爆柜150以及其内部的结构进行降温。

在该实施例中，在进行单次试验后，避免试验管路111内的过氧化氢冷却剂对试验管路111造成腐蚀，所述用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统还包括冲洗单元142，所述冲洗单元142包括导入管路143；所述导入管路143的第一端与所述试验管路111连通，具体的第一端设置在阻尼器117与减压器118之间，所述导入管路143的第二端与储存箱138连通，所述导入管路143上设置有第二电磁阀144，所述第二电磁阀144用于控制所述导入管路143的通断；当试验过后，打开第二电磁阀144，使得储存箱138内的去离子水通过导入管路143进入到试验管路111，用于置换试验管路111内的过氧化氢冷却剂，防止试验过后，过氧化氢冷却剂腐蚀试验管路111。

具体地，所述导入管路143上靠近所述试验管路111侧设置有第二单向阀149，所述第二单向阀149能够防止所述试验管路111内的过氧化氢冷却剂倒流回所述储存箱138内。

更具体地，所述第二电磁阀144与水箱之间还设置有第二手阀120。

在该实施例中，所述用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统还包括回收单元114，所述回收单元114包括回收箱115；所述回收箱115通过管道147与所述防爆柜150连通，能够收集从所述防爆柜150导出的液体，具体为收集喷淋头139喷向防爆柜150的去离子水；所述回收箱115与所述冷却通道102的输出端连通，用于收集从所述冷却通道102内导出的过氧化氢冷却剂。

在该实施例中，所述用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统还包括控制单元，所述控制单元包括红外相机、立体摄像系统127以及设置于冷却通道102输入端和输出端的压力传感器。

具体地，红外相机分辨率为640×512像素、最大采集速率高达25Hz、范围为573.15–1773.15K，用以测量测试面板的二维热场和冷却通道102的单面感应加载侧的最高温度；立体摄像系统127，用以在热运行期间测量加热单元101的分量位移场。

在该实施例中，用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统的具体测试过程如下：

步骤100：首先，进行加热单元101的调试；根据红外相机显示的面板的二维热场与液体火箭发动机的实际工况进行比对，调整感应线圈103的功率以及感应线圈103的频率，使加热单元101与液体火箭发动机的实际工况相近，即可结束调试。

步骤200：步骤201：调节换向阀134，使得换向阀134位于第二位置；步骤202：打开变频防爆电机133，待变频防爆电机133稳定工作后，将换向阀134调整为第一位置，打开第一手阀112，过氧化氢冷却剂平稳流过供应管路110后进入冷却通道102，步骤203：打开加热单元101，开始进行循环加热：根据发动机实际点火工作情况设定单次加热时间，加热系统循环加热若干次，直至通过立体摄像系统127得到冷却通道102的热量加载侧出现细观裂纹后停止加热，并记录加热的循环次数。

步骤300：综合考虑单次加热时间以及循环次数即能够得到冷却通道102寿命。

步骤400：试验结束后，将换向阀134再次调整到第二位置，逐步关闭变频防爆电机133，停止对过氧化氢冷却剂的供应。

步骤500：打开第一电磁阀136、第二手阀120以及第二电磁阀144，用去离子水置试验管路111中的过氧化氢冷却剂；待置换完成后，关闭第二电磁以及第二手阀120，结束试验。

值得注意的是：当出现特殊情况紧急停止试验时，需打开防护管理，打开喷淋头139，关闭第一手阀112，换向阀134调整为第二位置，关闭变频防爆电机133。

实施例二

该实施例二中的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统是在上述实施例基础上的改进，上述实施例中公开的技术内容不重复描述，上述实施例中公开的内容也属于该实施例二公开的内容。

在该实施例中，所述加热单元101包括感应线圈103、电源104以及磁性件；所述感应线圈103与所述电源104连接；所述感应线圈103具有容纳空间，所述测试面板设置在容纳空间内，所述测试面板上的一端面为测试面154，测试面154为被加热面，与测试面154相对的端面侧设置有磁性件，此测试面154为非加热面。

实施例三

该实施例三中的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统是在上述实施例基础上的改进，上述实施例中公开的技术内容不重复描述，上述实施例中公开的内容也属于该实施例三公开的内容。

结合图3所示，在该实施例中，采用激光加热的方式对冷却通道102实现加热，具体地，激光加热是利用激光能量对冷却通道102进行的加热，使激光束辐射在冷却通道102的待加热侧，辐射区域内的激光功率很高，同时加热速度快，效率高，光束调节方便，更易于数字控制和自动化操作。

具体地，所述加热单元101包括顺次排布的激光源105、扫描振镜107、整形镜106以及聚焦镜108；所述聚焦镜朝向所述冷却通道102的一侧；所述激光源105能够发出激光束，所述激光束依次通过所述整形镜106、所述扫描振镜107以及所述聚焦镜108，所述聚焦镜108能够将激光束聚焦至所述冷却通道102的一侧，并用于对所述冷却通道102加热。

更具体的，所述激光源105采用半导体激光源105，光输出功率为11kw、波长为940nm，值得注意的是：激光源105长时间工作的情况下需要冷水冷却；激光源105发出均匀分散的激光束，传输至整形镜106，优选地，整形镜106为柱面镜，可以使激光束成为能量均匀分布的光斑，不会出现类似高斯光束中中间能量高，周围能量弱的情况，最后激光传播至扫描振镜107。

进一步地，扫描振镜107为二维扫描振镜107，是一种特殊的摆动电机,基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，由分别沿X轴和Y轴布置的X轴扫描镜和Y轴扫描镜组成，通过控制反射镜片的角度，即可控制激光束在聚焦平面上做直线扫描运动，然后由聚焦镜108将激光束聚焦至测试面板的待加热面进行加热。

更进一步地，激光束扫描速度为100-500mm/s，路径之间扫描间距2mm，用以达到液体火箭发动机内表面均匀受热的效果。

值得注意的是：为了降低测试面板表面反射率从而来提高激光的加热效率，可以在测试面板的激光加热表面涂特殊陶瓷热障涂层，优选地，陶瓷热障涂层采用YSZ材料，采用其他材料作为热障涂层均不超出本申请的保护范围。

在该实施例中，用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统的具体测试过程如下：

步骤100：首先，进行加热单元101的调试；根据红外相机显示的面板的二维热场与航天发动机实际工况进行比对，调整二维扫描振镜107的角度，使加热单元101与航天发动机实际工况相近，即可结束调试。

步骤200：步骤201：调节换向阀134，使得换向阀134位于第二位置；步骤202：打开变频防爆电机133，待变频防爆电机133稳定工作后，将换向阀134调整为第一位置，打开第一手阀112，过氧化氢冷却剂平稳流过供应管路110后进入冷却通道102，步骤203：打开加热单元101，开始进行循环加热：根据发动机实际点火工作情况设定单次加热时间，加热系统循环加热若干次，直至通过立体摄像系统127得到冷却通道102的热量加载侧出现细观裂纹后停止加热，并记录加热的循环次数。

步骤300：综合考虑单次加热时间以及循环次数即能够得到冷却通道102寿命。

步骤400：试验结束后，将换向阀134再次调整到第二位置，逐步关闭变频防爆电机133，停止对过氧化氢冷却剂的供应。

步骤500：打开第一电磁阀136、第二手阀120以及第二电磁阀144，用去离子水置试验管路111中的过氧化氢冷却剂；待置换完成后，关闭第二电磁以及第二手阀120，结束试验。

值得注意的是：当出现特殊情况紧急停止试验时，需打开防护管理，打开喷淋头139，关闭第一手阀112，换向阀134调整为第二位置，关闭变频防爆电机133。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，包括：冷却剂供应单元以及加热单元；

所述冷却剂供应单元用于对冷却通道供给冷却剂；

所述加热单元以预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数对所述冷却通道加热；

当所述冷却通道出现裂纹时，停止所述加热单元；根据所述加热单元的预设加热温度、预设加热时间以及预设加热次数能够计算出所述冷却通道的疲劳寿命；

所述加热单元包括感应线圈、电源以及磁性件；所述感应线圈与所述电源连接；所述冷却通道具有相对设置的第一端面和第二端面；所述感应线圈套设于所述冷却通道或靠近于所述第一端面；所述磁性件设置于所述冷却通道的所述第二端面；

或，所述加热单元包括顺次排布的激光源、扫描振镜以及聚焦镜；所述聚焦镜朝向所述冷却通道的一侧；所述激光源能够发出激光束，所述激光束依次通过所述扫描振镜以及所述聚焦镜，所述聚焦镜能够将所述激光束聚焦至所述冷却通道的一侧，并用于对所述冷却通道加热；

所述冷却剂供应单元包括用于存储冷却剂的第一存储箱以及用于输送冷却剂的输送模块；

所述输送模块分别与所述第一存储箱和所述冷却通道连通；

所述输送模块用于将所述第一存储箱内的冷却剂输送至所述冷却通道，所述冷却剂用于对所述冷却通道降温；

所述输送模块包括供应管路和试验管路；

所述供应管路上且靠近所述试验管路侧设置有换向阀；

所述换向阀的第一端与所述供应管路连通，所述换向阀的第二端与所述试验管路连通，所述换向阀的第三端通过冷却剂回液管路与所述第一存储箱连通；

当所述第一存储箱向所述冷却通道供给冷却剂时，所述换向阀连通所述供应管路与所述试验管路；

当所述第一存储箱停止向所述冷却通道供给冷却剂时，所述换向阀连通所述试验管路与所述冷却剂回液管路，以使冷却剂通过所述冷却剂回液管路回流至所述第一存储箱。

2.根据权利要求1所述的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，

所述供应管路分别与所述存储箱和所述试验管路连通，所述试验管路与所述冷却通道连通；

所述供应管路上设置有第一手阀，所述第一手阀用于控制所述供应管路的通断；

所述试验管路上设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述试验管路的通断；

所述试验管路上且靠近所述供应管路侧设置有第一单向阀，所述第一单向阀能够防止所述试验管路内的冷却剂倒流回所述供应管路。

3.根据权利要求2所述的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，还包括第一防护单元；

所述第一防护单元包括第二存储箱以及喷淋头；

所述喷淋头的一端通过防护管路与所述第二存储箱连通且另一端朝向所述冷却通道，所述防护管路上设置有第三电磁阀；

当所述冷却通道的温度超过预设温度时，打开所述第三电磁阀，使得第二存储箱内的液体通过所述喷淋头喷淋至所述冷却通道上，以对所述冷却通道降温。

4.根据权利要求3所述的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，还包括冲洗单元，所述冲洗单元包括导入管路；

所述导入管路分别与所述试验管路和所述第二存储箱连通，所述导入管路用于将所述第二存储箱的液体导通至所述试验管路；

所述导入管路上设置有第二电磁阀，所述导入管路上靠近所述试验管路侧设置有第二单向阀；

所述第二电磁阀用于控制所述导入管路的通断，所述第二单向阀能够防止所述试验管路内的冷却剂倒流回所述第二存储箱内。

5.根据权利要求4所述的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，还包括第二防护单元，所述第二防护单元包括防爆柜；

所述试验管路、所述加热单元以及部分所述第一防护单元均设置于所述防爆柜内。

6.根据权利要求5所述的用于对冷却通道疲劳寿命的测试系统，其特征在于，还包括回收单元，所述回收单元包括回收箱；

所述回收箱与所述防爆柜连通，能够收集从所述防爆柜导出的液体；

所述回收箱与所述冷却通道的输出端连通，用于收集从所述冷却通道内导出的冷却剂。

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