论文部分内容阅读
在导弹的尾端存在着伴随有辐射和烟的羽流，它是由火箭发动机通过喷管排出的燃烧和裂解产物形成的，它的存在可能导致导弹使命的失败，也可能会暴露导弹的发射地点和导弹在飞行中的位置。研究推进剂尾部羽流的燃烧特性是近年来国内外研究的热点之一。 用傅立叶变换红外（Fourier Transform Infrared，FTIR）光谱遥感测试技术，可实现非接触式测量，近十多年来，已发展成为一门重要的遥感测试技术。用它可以同时测定固体推进剂的羽流温度、燃烧产物和燃烧时所发射的红外光谱辐射能量分布等，这对研究固体推进剂的燃烧状态、改进发动机和药剂配方及红外制导和反制导系统的设计都有着重要意义，对发展空间技术有着特殊重要的作用，显示出广阔的应用前景。 本论文实现了傅立叶变换红外光谱测试技术在固体推进剂燃烧过程中对羽流的原位、实时监测，获得了其红外特征信号，根据谱图进行计算，获得了推进剂燃烧过程中关于绝对辐射能量、燃气温度、燃气中的气体物质种类的相关信息。同时，利用红外热像、内弹道压力、透过率测试等测试系统，获得了推进剂羽流的可见光结构、红外热像，并得到了内弹道压力变化曲线。 本论文包括综述和研究报告两部分。 第一部分 综述 本文对固体火箭推进剂的燃烧状况、羽流的产生做了简要介绍，对固体火箭推进剂的测试方法做了总结，并详细阐述了FTIR光谱遥测技术在对固体推进剂燃烧过程的测量中的应用，如测定绝对辐射能量、利用精细结构进行推进剂燃烧温度的计算、气体浓度分析等。 第二部分 研究报告 2．1 FTIR遥测固体火箭推进剂燃烧辐射能 本文利用遥感FTIR光谱，对固体火箭推进剂羽流进行了研究。在不同分辨率下收集了七种推进剂和一种红外辐射药剂在700～4500cm-1波段的光谱，获得了不同推进剂羽流辐射亮度分布图，对3-5μm(2000cm-1～3333cm-1)区间能量进行积分，得到了推进剂燃烧特性的重要数据和辐射能的时间分辨图。结果表明，在不干扰火焰温度场的情况下，利用遥感FTIR光谱可对剧烈、非稳态快速燃烧的火焰进行连续实时的遥感测量，有重要应用价值。2.2 FTIR遥测固体推进剂羽流温度 本文利用遥感FTIR测试技术测得了固体火箭推进剂羽流的红外辐射亮度分布图，并根据谱图中CO、HF、HZO、HCI四种气体振转谱带精细结构计算了推进剂羽流温度及红外辐射药剂的燃烧温度，计算结果与理论预测值基本一致。结果表明，FTIR测试技术可用于固体推进剂羽流温度的非接触测试。2.3固体推进剂羽流特征信号的综合测试 本文利用多种测试手段测试了2种固体火箭推进剂羽流的特征信号，进行了推进剂羽流的可见、红外、紫外范围的透过率测试，获得了羽流的红外热像图，并对推进剂燃烧过程中发动机内压力变化进行了实时检测，得到了不同参数下推进剂特征信号的重要信息。