CN204065047U - 一种燃气舵烧蚀试验装置 - Google Patents

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雷娅琴
左都均
赵继伟
祁彦超
刘畅
孟凡春
韩黎亮
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Abstract

本实用新型提出了一种燃气舵烧蚀试验装置，包括时序控制装置和若干套驱动装置，驱动装置按照试验要求的个数和方位布置在固体火箭发动机喷管周围，时序控制装置控制驱动装置按照试验要求的时间驱动燃气舵在喷管火焰区内进行烧蚀。本实用新型能够完成试验要求的多组燃气舵不同时长，不同方位下的烧蚀对比试验，通过气缸控制，在保证舵片退出装置可靠性的前提下，舵片退出时间为70±5ms以内，退出速度达到1430mm/s，极大的提高了燃气舵片退出装置的控制精度。通过搭载试验考核证明，该试验装置结构新颖、安全可靠，退出动作迅速灵活、确保燃气舵退出火焰区时间准确，满足燃气舵烧蚀试验要求，可推广应用。

Description

一种燃气舵烧蚀试验装置
技术领域
本发明涉及固体火箭发动机静止试验推力测量技术领域，具体为一种燃气舵烧蚀试验装置。
背景技术
发动机燃气舵的应用可实现发动机推力矢量的精确控制，在固体火箭发动机研制过程中起到比较重要的作用。针对某型号发动机燃气舵材料抗冲刷、抗烧蚀性能及烧蚀规律研究课题，目前尚无对应的烧蚀试验装置，多数研究都是采用数值模拟，缺少试验支撑。
发明内容
要解决的技术问题
为考核燃气舵在特定时间内在发动机燃气火焰中的烧蚀情况，确保燃气舵在燃气中的位置和烧蚀时间的精确控制，本实用新型提出了一种燃气舵烧蚀试验装置，在发动机热试车时进行搭载试验，用对比法考核燃气舵的烧蚀性能，考核燃气舵在特定时间内在燃气火焰中的烧蚀情况。
本实用新型的技术方案为：
所述一种燃气舵烧蚀试验装置，其特征在于：包括时序控制装置和若干套驱动装置，驱动装置按照试验要求的个数和方位布置在固体火箭发动机喷管周围，时序控制装置控制驱动装置按照试验要求的时间驱动燃气舵在喷管火焰区内进行烧蚀。
进一步的优选方案，所述一种燃气舵烧蚀试验装置，其特征在于：所述驱动装置包括高压气源、二位五通阀、快速排气阀以及气缸，二位五通阀受时序控制装置控制；气缸输出轴连接燃气舵；二位五通阀一路连通气缸前腔，另一路通过快速排气阀连通气缸后腔；当需要进行燃气舵烧蚀时，二位五通阀上排气口打开，下排气口关闭，快速排气阀排气口关闭，高压气体通过二位五通阀经快速排气阀进入气缸后腔；当需要燃气舵退出烧蚀时，二位五通阀上排气口关闭，下排气口打开，快速排气阀排气口打开，高压气体通过二位五通阀进入气缸前腔，气缸后腔的高压气体由快速排气阀排气口排出，活塞连杆向气缸后腔移动，带动燃气舵退出喷管火焰区。
有益效果
本发明提出的燃气舵烧蚀试验装置，能够完成试验要求的多组燃气舵不同时长，不同方位下的烧蚀对比试验，通过气缸控制，在保证舵片退出装置可靠性的前提下，舵片退出时间为70±5ms以内，退出速度达到1430mm/s，极大的提高了燃气舵片退出装置的控制精度。通过搭载试验考核证明，该试验装置结构新颖、安全可靠，退出动作迅速灵活、确保燃气舵退出火焰区时间准确，满足燃气舵烧蚀试验要求，可推广应用。
附图说明
图1：燃气舵烧蚀试验装置工作原理示意图。
图2：燃气舵烧蚀试验装置结构示意图。
图3：燃气舵安装位置示意图。
图4：燃气舵退出火焰区前后的位置示意图。
图5：燃气舵安装工位示意图。
其中：1、燃气舵片；2、活塞拉杆；3、气缸前腔；4、活塞；5、气缸后腔；6、二位五通阀；7、上排气口；8、下排气口；9、快速排气阀；10、限位装置；11、轴承与轴承座；12、气缸；13、脚架；14、输气管；15、储气瓶；16、减压阀；17、气瓶。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本实用新型：
本实施例中燃气舵沿喷管出口圆周均匀分布，在喷管出口的安装位置见图5所示。试验前安装燃气舵时，舵面对称面与喷管气流轴线倾斜0°夹角，舵轴与喷管轴线为85°夹角。燃气舵前缘距喷管扩张段出口端面距离9～10mm，舵体下沿(5°角前沿)与喷管扩张段内型面母线平行,且均处于扩张段内型面母线的延长线上。燃气舵退出火焰区前后的位置示意图见图4：退出喷管火焰区定义为燃气舵最高点退出喷管内型面母线延长线之外，该距离名义值约为112.7mm，退出计时距离为120mm，燃气舵退出总距离不得小于270mm(已包含退出计时距离120mm)，以发动机尾焰不烧蚀到燃气舵为宜。
为实现上述要求，燃气舵烧蚀试验装置包括时序控制装置和若干套驱动装置，驱动装置按照试验要求的个数和方位布置在固体火箭发动机喷管周围，时序控制装置控制驱动装置按照试验要求的时间驱动燃气舵在喷管火焰区内进行烧蚀。试验前舵片的位置处于喷管火焰区内，在发动机点火的同时，时序控制装置自动同步启动；当达到指定时间烧蚀时，驱动装置采用气动力源带动退出装置，将燃气舵从发动机燃气火焰中安全迅速拉出，由测试系统通过电控的二位五通阀提供控制信号，按试验指令及时迅速退出，并准确测定舵片退出时间，退出的时间误差小于0.1s。
驱动装置包括高压气源、二位五通阀、快速排气阀以及气缸，二位五通阀受时序控制装置控制；气缸输出轴连接燃气舵；二位五通阀一路连通气缸前腔，另一路通过快速排气阀连通气缸后腔。试验时，二位五通阀处于原始位置，上排气口敞开，下排气口关闭，高压气体通过二位五通阀经快速排气阀(此时排气口处于自封闭状态)进入气缸后腔，使活塞连杆不能回落，保证舵片在高温火焰区承受烧蚀、冲刷，而位置不变。当时序控制发出指令信号后，二位五通阀完成换向动作，上排气口关闭，下排气口敞开，使快速排气阀排气口自动打开，高压气体通过二位五通阀进入气缸前腔，气缸后腔的高压气体由快速排气阀排气口快速排出，活塞连杆向气缸后腔移动，带动舵片退出高温燃气区，完成退出动作。

Claims (2)

1.一种燃气舵烧蚀试验装置，其特征在于：包括时序控制装置和若干套驱动装置，驱动装置按照试验要求的个数和方位布置在固体火箭发动机喷管周围，时序控制装置控制驱动装置按照试验要求的时间驱动燃气舵在喷管火焰区内进行烧蚀。
2.根据权利要求1所述一种燃气舵烧蚀试验装置，其特征在于：所述驱动装置包括高压气源、二位五通阀、快速排气阀以及气缸，二位五通阀受时序控制装置控制；气缸输出轴连接燃气舵；二位五通阀一路连通气缸前腔，另一路通过快速排气阀连通气缸后腔；当需要进行燃气舵烧蚀时，二位五通阀上排气口打开，下排气口关闭，快速排气阀排气口关闭，高压气体通过二位五通阀经快速排气阀进入气缸后腔；当需要燃气舵退出烧蚀时，二位五通阀上排气口关闭，下排气口打开，快速排气阀排气口打开，高压气体通过二位五通阀进入气缸前腔，气缸后腔的高压气体由快速排气阀排气口排出，活塞连杆向气缸后腔移动，带动燃气舵退出喷管火焰区。
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