[发明专利]推进剂二阶振荡模态的速度耦合响应函数测量装置和方法

权利要求书

1.推进剂二阶振荡模态的速度耦合响应函数测量方法，其特征在于，该测量方法包括如下：

步骤一、选定长度为L的T型燃烧器(1)，该T型燃烧器(1)包括燃烧器本体(2)，所述燃烧器本体(2)内的两端分别安装有相同构型和配方的推进剂试件夹(5)，所述燃烧器本体(1)长度的L/4或3L/4处安装有与其内部相通的喷管(9)，所述燃烧器本体(1)两端的外壁均分别安装有一高频响压强传感器(4)，所述压强传感器(4)用于测量燃烧器本体(2)内的压强振荡信号；所述燃烧器本体(2)长度的L/2处安装有两个触发激励装置(3)，所述触发激励装置(3)用于在燃烧器本体(2)内产生压强振荡；

步骤二、通过在T型燃烧器(1)上安装测试用片状药、环状药进行测试，并根据测试结果得出二阶声振频率下速度耦合响应函数：

或

其中，α_G(L/8)为将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器两端的推进剂试件夹上，且将测试用环状药安装于T型燃烧器L/8位置处时推进剂燃烧产生的声压净增长率；α_G(3L/8)为将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器两端的推进剂试件夹上，且将测试用环状药安装于T型燃烧器L/8位置处时推进剂燃烧产生的声压净增长率；α_G(L/8&5L/8)为将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器两端的推进剂试件夹上，且将测试用环状药安装于T型燃烧器L/8和5L/8位置处时推进剂燃烧产生的声压净增长率；α_G(3L/8&7L/8)为将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器两端的推进剂试件夹上，且将测试用环状药安装于T型燃烧器3L/8和7L/8位置处时推进剂燃烧产生的声压净增长率；γ为比热比；p为平均压强；S_C为通道面积；S_B为推进剂燃面面积；f压强振荡基频；r为推进剂燃速；ρ_p为推进剂密度。

2.如权利要求1所述的推进剂二阶振荡模态的速度耦合响应函数测量方法，其特征在于，步骤二的具体方法为：

步骤a、将测试用推进剂安装于推进剂试件夹(5)上，打开数据采集系统(6)，启动压强传感器(4)，同时启动两个推进剂试件夹(5)的点火开关，使两端的测试推进剂同时点火；

点火后t₁时间，触发其中的一个触发激励装置(3)，形成第一路触发激励，由压强传感器(4)测量燃烧器本体(2)内工作压强衰减系数α₁；

在第一路触发激励成功后，再延迟t₂时间，触发另一个触发激励装置(3)，形成第二路触发激励，由压强传感器(4)测量燃烧器本体(2)内的工作压强衰减系数α₂；

其中，t₁＝t/2，t为推进剂总燃烧时间；t₂＝t-t₁+t₃，当推进剂为杯状药时，t₃＝10ms；当推进剂为片状药时，t₃＝0ms；

根据工作压强衰减系数α₁、α₂得出推进剂燃烧产生的声压净增长率α_G＝α_c0＝α₁-α₂，α_c0为推进剂试件在两端位置处的燃面增益，并根据压强耦合响应函数表达式得出二阶振荡频率的响应函数值；

其中，为测得的平均燃速；a为推进剂燃烧温度下的理论声速；a_m为实测声速，a_m＝2fL；

步骤b、将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器(1)两端的推进剂试件夹(5)上，且将测试用环状药安装于所述T型燃烧器(1)内L/8位置处，按照步骤a中方法进行点火和两次触发激励，通过所述压强传感器(4)的记录数据，得出推进剂燃烧产生的声压净增长率α_G(L/8)＝α_c0+α_c(L/8)+α_V(L/8)；

其中，α_V(L/8)为将测试用片状药推进剂安装于两端的推进剂试剂夹(5)、且将测试用环状药安装于T型燃烧器(1)内L/8位置时的速度耦合项；α_c(L/8)为将测试用片状药推进剂安装于两端的推进剂试剂夹(5)、且将测试用环状药安装于T型燃烧器(1)内L/8位置时的压强耦合项，且有

其中，此时x＝L/8，为测试用环状药与燃烧室端部的距离；

步骤c、将测试用片状药推进剂安装于T型燃烧器(1)两端的推进剂试件夹(5)上，且将测试用环状药安装于所述T型燃烧器(1)内3L/8位置处，按照步骤a中方法进行点火和两次触发激励，通过所述压强传感器(4)的记录数据，得出推进剂燃烧产生的声压净增长率α_G(3L/8)＝α_c0+α_c(3L/8)+α_V(3L/8)；

其中，α_V(3L/8)为将测试用片状药推进剂安装于两端的推进剂试剂夹(5)、且将测试用环状药安装于T型燃烧器(1)内3L/8位置时的速度耦合项；α_c(3L/8)为将测试用片状药推进剂安装于两端的推进剂试剂夹(5)、且将测试用环状药安装于T型燃烧器(1)内3L/8位置时的压强耦合项；

其中，此时x＝3L/8，为测试用环状药与燃烧室端部的距离；

步骤d、根据步骤a、步骤b、步骤c得出二阶声振频率下速度耦合响应函数：