固体火箭发动机的研制过程是需要进行大量的地面试验。这些试验技术耗资巨大而且操作复杂, 因此世界各国都十分重视试验装备的建设和试验技术的研究。各国为研制火箭发动机成立了大量的试验设施, 建成了众多试验基地[5]。69444

1  国外现状

    美国是世界上拥有最多、最庞大的火箭发动机试验机构和试验装置的国家。大部分隶属于美国国家航空航天局(NASA) 和美国空军。这些设备具有相当规模的试验能力。美国的主要试验机构有斯坦尼斯空间中心(SSC) 推进试验联合体、马歇尔空间飞行中心、白沙试验场和阿诺德工程发展中心[5]等。

    德国有两个试验基地:一个是宇航研究院(DLR)所属的兰波尔豪森(LAMPOLDHAUSEN)试验基地; 另一个是MBB公司所属的奥特布隆(OTTOBRUNN)试验基地[5]。

    法国也有两个试验基地:一个是距巴黎西北约80公里处的维尔农(VERNON)试验基地, 另一个是距法国巴黎以南50公里处的维拉罗什(VILLAROCHE)试验基地[5]。

    日本火箭发动机试验机构主要有:日本宇宙开发事业团种子岛空间中心,位于鹿儿岛。科学技术厅航空宇宙技术研究所角田推进中心,位于宫城县的角田[5]。

国外火箭发动机试验设施配套齐全、基础设施完善、规模大、能力强、可扩展性好。国外试验技术的发展趋势可以概括为[5]:

(1)试车台系统柔性化, 一台多用;论文网

(2)为满足新型号研制需求, 尽量改善老试车台, 试验领域不断延伸, 试验能力持续提升;

(3)数据采集系统的能力不断增强, 可最大限度的获得关键信息, 降低试车频率, 节约研制费用;

(4)不断应用新产品、新技术增强试验能力,如高速工作站、网络技术、光缆通讯、集散控制。采用先进的测试手段, 测试对象由点到面、场, 加强数据分析及性能评定的能力[5]。

2  国内现状

    国内研究人员经过数十年的研究与探索,在火箭发动机测试领域获取了一系列成果,试验水平也有了较大程度的提高。

南京理工大学的孟仁宾、马宏远、张炎清等老师为了研究底排推进剂燃烧速率的影响因素的试验,有针对性的设计了一台旋转式的中止燃烧试验台[6],其工作流程框图如下图 1.1 所示。由电动机提供动力,驱动底排的试验装置,并以一定的速度快速旋转,然后使用点火器点燃底排推进剂,使推进剂正常燃烧。在某一个利用时间控制系统控制预先设定的瞬时,让具有高压的水通过底排装置底部的排气孔迅速喷进燃烧室室内,让燃烧室快速降低温度[6],让底排的推进剂的燃烧停止。

压力测量与数采系统

底排装置     燃烧中止装置

电机与转速调节系统 时间控制系统

  工作流程框图

南京理工大学的徐复铭、应三久、肖正刚等老师及学生利用了共同自主独立设计制造加工出的变容式燃烧模拟器对粘结压实的推进剂进行了动态式的燃烧中止试验。变容式燃烧中止模拟器示意图如图 1.2 所示。它主要的作用是用来模拟压实推进的早期点火、分裂以及解体的整个燃烧过程,并且借助它来研究燃气气体的生成规律。

  变容式中止燃烧模拟试验装置

    他们还在这以前完成了等离子体式的点火发射药的燃烧中止试验的原理与装置设计。该试验的装置主要是由一个等离子体发生器、半密闭的爆发器本体以及和专用螺栓等部分组成,试验装置如图1.3 所示。中止燃烧室的压力和体积可变, 等离子体所要输出的参量可以根据试验的要求在许可的范围内变化[7]。

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