脉冲发动机试验台设计+文献综述(4)
时间:2017-06-17 17:04 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.3.1推力测试 推力F是火箭发动机工作过程中产生的推动火箭运动的动力。它是火箭发动机的主要性能参数，且直接影响火箭或导弹的射程和飞行性能[8]。通过对固体火箭发动机合理的装药设计和结构设计，可以获得不同大小及其变化规律的推力。推力是矢量，根据其测试的实际需要，可对其大小、方向分别进行测量或同时测量。如前文提及的优尔分力试验台便是专门用于测量推力偏心的试验装置。固体火箭发动机原理中，推力基本公式: 其中， 一质量流率; 一排气速度; 一出口截面积; 一喷管排气面上的气流压力(出口压力): 一外界压强。， 称为动推力或动量推力，它是由喷出喷管的燃气动量发生变化而提供的，是推力的主要部分，通常占90%以上。由此可见，推力测试时，若对于给定的推进剂，只要发动机的设计合理，排气速度v。总能保持在较高和稳定的水平上，此时主要是研究质量流率m对推力大小的影响，并可由试验测出的推力变化关系曲线推算出发动机的其它重要参数，如平均推力、总冲、比冲等。 2.3.2压力测试 燃烧室压力p为发动机燃烧室的又一个重要热力参数。其意义主要体现在:首先，燃烧室压力高于推进剂临界压力是保证发动机正常燃烧的必要条件:其次，燃烧室压力是影响燃速的主要因素之一，因而是决定发动机工作时间长短的一个重要条件;再次，燃烧室压力是设计、校核发动机强度的一个基本依据;最后，燃烧室压力与发动机推力有密切关系。火箭武器的射程、密集度与发动机的推力方案有关，因而与燃烧室压力一时间曲线的形状有关。根据试验所得的压力一时间曲线，可以分析出发动机的结构设计是否合理，并可由此推算出发动机的推力、流量系数、燃烧速度等重要参数[9]。 2.3.3推压力同时测试 由于压力测量比推力测量相对简单、准确，因此若试验条件允许，一般同时可进行压力测试。虽然单一参数测试会使试验台设计结构简单，工作更为可靠。但为了便于研究同一药型、同一工况下发动机推力一压力间的内在关系，以及对于研究大装药量发动机，为了减少试验成本，设计一种能同时测试发动机推力、压力的试验平台非常必要。图2.2是某发动机推一压力同时测量的测试系统组成框图。 图2.2 某固体火箭发动机推压力测试系统框图 3．实验台总体结构设计 3.1概述 火箭弹精确制导技术是一种可以大幅度提高炮弹精度的先进技术。该技术通过在底部排气弹上加装脉冲发动机使火箭弹获得修正喷气脉冲,发动机随其一起做被动式旋转运动。因此，研究旋转状态下发动机的工作性能(推力、压力、喷管烧蚀等)尤为重要。旋转试验台是研究固体火箭发动机旋转性能的关键设备。 3.2方案提出与对比 大多数脉冲发动机试验台都是不旋转的静止试验台，测试参量主要是推力和压力—时间曲线早期的旋转试验台是为涡轮火箭弹发动机的试验研究设计的,主动式旋转是其最显著的特征,因缺少旋转动力源而不能直接适用于被动式旋转试验[10]。由于装置试验研究的需要,曾经对该旋转试验台进行过改造,增加了旋转动力源部分。以往实验研究没有推力测试要求,压力测量也仅限于射流喷口处的压力,同时在使用过程中发现以往的试验台存在着旋转不平稳、振动大、安装困难、精度低等诸多缺点。 发动机试验台常见布局方案有立式和卧式两种,对这两种布局方案可以进行如下分析。 (1)立式试验台排气空间易于安排,且较安全。且脉冲发动机的装药量一般很少,推力则高达1~2 kN,故重量变化对推力测量的影响是很小的,可忽略不计; (责任编辑：qin) |