CN218991744U - 气/液混合压强传递系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种气/液混合压强传递系统，具有气室压强动态调节的能力，由此能够在一次试验中实现多个连续的点火瞬态增压过程的建立，从而模拟动态压力载荷。该气/液组合介质冷试车建压试验系包括：气路单元和液路单元；试验对象为固体火箭发动机；气路单元包括：气源和气室；所述气源通过设置有电磁阀的进气管路与所述气室连通；此外，设置有溢流阀的溢流管路与气室连通；液路单元包括液室；液体介质通过进液管路进入液室；所述液室通过管路与固体火箭发动机的燃烧室连通；气室和液室之间通过活塞隔开，通过活塞的轴向运动将所述气室的气体压力传递至所述液室，进而转换为液体压力传递到所述固体火箭发动机燃烧室内部。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种压强传递系统，具体涉及一种气/液混合压强传递系统，属于固体火箭发动机模拟点火冷试车快速建压技术领域。
背景技术
固体火箭发动机点火瞬态过程直接影响整机工作性能、效率、可靠性和安全性。正确认识点火瞬态增压过程及其影响，对固体火箭发动机分析与设计至关重要。
目前最新试验研究技术有气/液组合介质冷试车快速建压试验技术，通过气/液活塞系统，气体压强传递给液室，液体介质快速冲击药柱表面，模拟固体火箭发动机点火增压过程，该系统提高了升压速率，降低了试验安全性风险，可直接用于真实推进剂装药的发动机，提高试验真实性。
但是目前该试验系统仅能实现燃烧室压力单向递增，限于研究一次点火的常规固体火箭发动机，如图2所示，仅能模拟单次的点火增压压力载荷。对于双脉冲固体火箭发动机，其二脉冲药柱在点火前承受一脉冲工作压力，而一脉冲在点火增压后一般存在压力的降低-升高-降低这种动态过程，故上述试验系统无法实现对二脉冲药柱在动态压力载荷条件下结构完整性的考核。
即目前的气/液混合介质冷试车快速建压试验，压强只能单向增加且无法实现降压/升压的过程控制，无法实现根据发动机实际工况增压后再降压及后续压强动态变化过程的控制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种气/液混合压强传递系统，具有气室压强动态调节的能力，由此能够在一次试验中实现多个连续的点火瞬态增压过程的建立，从而模拟动态压力载荷。
本实用新型的技术方案为：气/液混合压强传递系统，包括：气路单元和液路单元；试验对象为固体火箭发动机；
所述气路单元包括：气源和气室；所述气源通过设置有电磁阀的进气管路与所述气室连通；此外，设置有溢流阀的溢流管路与气室连通；
所述液路单元包括液室；液体介质通过进液管路进入液室；所述液室通过管路与固体火箭发动机的燃烧室连通；
所述气室和液室之间通过活塞隔开，通过活塞的轴向运动将所述气室的气体压强传递至所述液室，进而转换为液体压强传递到所述固体火箭发动机燃烧室内部。
优选的，所述进液管路上设置有过滤器。
优选的，所述液室上设置有用于实时监测其内部压力的压力传感器B；所述气室上设置有用于实时监测其内部压力的压力传感器A。
优选的，所述电磁阀为先导式电磁阀。
优选的，所述固体火箭发动机为双脉冲固体火箭发动机，其头部和尾部均设置有压力传感器，用于在试验过程中实时监测发动机燃烧室头部和尾部的压力。
有益效果：
(1)该气/液混合压强传递系统能够实现气室增压后再降压及后续压强动态变化过程的控制，采用该建压试验系统能够实现对二脉冲药柱在动态压力载荷条件下结构完整性的考核；扩大了冷试车快速建压试验系统在固体火箭发动机领域的适用范围。
(2)该气/液混合压强传递系统能够在一次试验中可实现多个连续的点火瞬态增压过程的建立，缩短了试验周期。
(3)该气/液混合压强传递系统只需通过气源压力和溢流阀出口压力的配合，便可实现气室增压后再降压及后续压强动态变化过程的控制，结构简单。
附图说明
图1为本实用新型的气/液混合压强传递系统的结构示意图；
图2为单次点火增压压力载荷随时间变化示意图；
图3为动态压力载荷示意图。
其中：1-双脉冲固体火箭发动机、2-一级药柱、3-二级药柱、4-气室、5-液室、6-电磁阀、7-过滤器、8-压力传感器A、9-压力传感器B、10-压力传感器C、11-压力传感器D、12-溢流阀、13-活塞。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实施例提供一种气/液混合压强传递系统，能够实现气室增压后再降压及后续压强动态变化过程的控制，采用该建压试验系统能够实现对二脉冲药柱在动态压力载荷条件下结构完整性的考核。
如图1所示，该气/液混合压强传递系统包括：气路单元和液路单元，试验对象为双脉冲固体火箭发动机1；本例中双脉冲固体火箭发动机1的燃面为内孔燃烧型，其内部同轴设置具有中心孔的一级药柱2和二级药柱3，且一级药柱2和二级药柱3之间通过软隔板隔开。双脉冲固体火箭发动机1头部设置有压力传感器C10，用于在试验过程中实时监测发动机燃烧室头部压力；尾部设置有压力传感器D11，用于在试验过程中实时监测发动机燃烧室尾部压力。
气路单元包括：气源、电磁阀6、气室4、溢流阀12和压力传感器A8；
液路单元包括：过滤器7、液室5和压力传感器B9。
活塞13将缸体内部空腔分隔为两部分，分别为无杆腔和有杆腔，其中无杆腔作为液室5，有杆腔作为气室4，活塞13能够在缸体内部沿其轴线往复移动。液室5通过管路与双脉冲固体火箭发动机1的燃烧室连通，外部液体介质通过设置有过滤器7的进液管路进入液室5，使液室5和双脉冲固体火箭发动机1的燃烧室内充满液体介质。液体介质为煤油或其它不影响药柱使用性能的液体。进液管路上设置有阀门，向液室5内部填充液体介质时，待液室5及发动机容腔内部充满液体介质后，关闭进液管路上的阀门。压力传感器B9实时监测液室5压力。
外部气源通过设置有电磁阀6的进气管路进入气室4，本例中，电磁阀6选用先导式电磁阀，响应时间小于50ms，使高压气源能够迅速进入气室4，并将活塞13迅速推向液室5方向，将气体压强传递至液室5，进而转换为液体压强传递到双脉冲固体火箭发动机1燃烧室内部，从而使发动机燃烧室内部的压力状态达到试验要求的压力载荷，液体介质将压力载荷施加在燃烧室内的药柱上。通过压力传感器A8实时监测气室4压力。
此外，设置有溢流阀12的溢流管路与气室4连通，通过调节溢流阀12的开度(即调节溢流阀的出口压力)能够实现对气室4内压力的调节，具体表现为能够降低气室4内的压力；而打开电磁阀6，向气室4内充气能够增大气室4压力，进而增大传递至液室5的压力，由此通过调节气源压力以及溢流阀12的开度能够实现对气室压力的降低及再升压的动态控制，形成如图3所示的动态压力曲线。
如初始时，通过气源向气室4内充入设定压力的气体(令气源压力的P1)，通过液体介质将该压力传递至发动机燃烧室内部，模拟一级药柱点燃后的压力载荷；一级药柱在点火增压后存在压力的降低情况，此时只需调节溢流阀12开度，令此时溢流阀12出口压力为P2，则气室4内压力降为(P1-P2)；由此便能够模拟增压后再降压的情况；当需要模拟二级药柱点燃后的压力载荷时，调节气源压力(也可同时调节溢流阀12开度)，使发动机燃烧室内部压力与二级药柱点燃后的压力载荷值一致；然后再调节溢流阀12开度，降低气室压力，由此便能够模拟双脉冲固体火箭发动机一脉冲在点火增压后存在压力的降低-升高-降低这种动态过程，即如图3所示的压力变化过程，实现对二脉冲药柱在动态压力载荷条件下结构完整性的考核。
该气/液组合介质冷试车快速建压试验系统在使用时，首先使双脉冲固体火箭发动机1燃烧室及液室5内充满液体介质，且不含有气泡；然后打开电磁阀6，使高压气体快速进入气室4，活塞13移动，将气体压力传递至液室5，气源压力越高，液室5建压速率越快，同时实时采集四路压力传感器数据。然后依据试验需求调节气源压力，并调节溢流阀12的开度进行而实现气室内压力降低-升高的动态调节。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.气/液混合压强传递系统，其特征在于，包括：气路单元和液路单元；
所述气路单元包括：气源和气室(4)；所述气源通过设置有电磁阀(6)的进气管路与所述气室(4)连通；此外，设置有溢流阀(12)的溢流管路与气室(4)连通；
所述液路单元包括液室(5)；液体介质通过进液管路进入液室(5)；所述液室(5)通过管路与固体火箭发动机的燃烧室连通；
所述气室(4)和液室(5)之间通过活塞(13)隔开，通过活塞(13)的轴向运动将所述气室(4)的气体压强传递至所述液室(5)，进而转换为液体压强传递到所述固体火箭发动机燃烧室内部。
2.如权利要求1所述的气/液混合压强传递系统，其特征在于，所述进液管路上设置有过滤器(7)。
3.如权利要求1所述的气/液混合压强传递系统，其特征在于，所述液室(5)上设置有用于实时监测其内部压力的压力传感器B(9)；所述气室(4)上设置有用于实时监测其内部压力的压力传感器A(8)。
4.如权利要求1或2或3所述的气/液混合压强传递系统，其特征在于，所述电磁阀(6)为先导式电磁阀。
5.如权利要求1或2或3所述的气/液混合压强传递系统，其特征在于，所述固体火箭发动机为双脉冲固体火箭发动机，其头部和尾部均设置有压力传感器，用于在试验过程中实时监测发动机燃烧室头部和尾部的压力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223460495.5U CN218991744U (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 气/液混合压强传递系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202223460495.5U CN218991744U (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 气/液混合压强传递系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN218991744U true CN218991744U (zh) | 2023-05-09 |
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ID=86224377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223460495.5U Active CN218991744U (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 气/液混合压强传递系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN218991744U (zh) |
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2022
- 2022-12-23 CN CN202223460495.5U patent/CN218991744U/zh active Active
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