固液混合发动机固体燃料燃速测量的影响因素研究

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固液混合推进技术因其安全性高、可靠性好、价格便宜、推力可调、绿色环保等特点而受到广泛的关注。固液混合发动机固体燃料的燃烧与固体推进剂有很大的区别。固体推进剂是将燃料和氧化剂以一定的比例混合后制造而成的,可以独立燃烧。固液混合发动机的固体燃料药柱中不含(微含)氧化剂,必须有外加的氧化剂才能燃烧,因此固体燃料的燃烧速度受氧化剂流量、氧化剂与燃料分解产物的掺混燃烧、氧化剂供应方式、氧燃比、工作时序和点火等因素的影响。这些因素又相互关联相互影响,使固体燃料燃速的测量变得复杂而困难。作者开展了固液混合发动机固体燃料燃速测量的影响因素研究,建立了固体燃料燃速测量试验系统,进行了试验发动机和燃料型面设计。研究了试验发动机喷管材料、喷管结构、点火能量、点火时序、氮气吹除时序、发动机工作时间、氧化剂流量控制、不同喷注方式等因素对固体燃料燃速测量结果的影响。在此基础上,以外径50mm的固体燃料试验发动机为研究对象,以氧气作为氧化剂,进行了混合发动机固体燃料燃速测量。试验研究得到的最佳工作条件为:钨渗铜喉衬材料的复合喷管结构;5g黑火药、2g镁粉的点火能量;优化的控制时序和4秒的工作时间;约25g·s-1的最佳氧化剂流量;旋流喷注方式,减压器加后压阀的流量控制方式等,并据此得到了置信率较高的典型配方的燃速测量数据,说明本文提出的测量方法具有较高的固体燃料燃速的表征意义。
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