[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

说明书

本发明公开了推进剂二阶振荡模态的速度耦合响应函数测量方法，选定T型燃烧器，T型燃烧器包括燃烧器本体，燃烧器本体内的两端分别安装有相同构型和配方的推进剂试件夹，燃烧器本体长度的L/4或3L/4处安装有与其内部相通的喷管，燃烧器本体两端的外壁均分别安装有一高频响压强传感器，压强传感器用于测量燃烧器本体内的压强振荡信号；燃烧器本体长度的L/2处安装有两个触发激励装置，通过在T型燃烧器上安装测试用片状药、环状药进行测试，得出二阶声振频率下速度耦合响应函数；本发明可以在不改变基频长度T型燃烧实验装置前提下，获得单一的二阶频率的压强振荡特性。

技术领域

本发明属于固体推进剂技术领域，具体涉及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。

背景技术

目前常采用的固体推进剂二阶振荡模态的速度耦合方法存在如下缺点： (1)实验中利用驱动药产生激励，而对于复合推进剂，其燃烧产物中含有 大量的固体颗粒和粉尘，粒子阻尼比较大，很难形成自激振荡；(2)驱动药 和测试药的推进剂配方不同，需要分别测量这两种药的压强耦合响应函数， 而每次实验都需要测量好几次，实验次数比较多；(3)二阶激励的产生靠偏 置喷管和可燃挡板来维持，而如何放置可燃挡板实际操作起来非常困难，位 置稍微有点偏差，就有可能激励出其他振型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种不 改变基频长度T型燃烧实验装置前提下，获得单一的二阶频率的压强振荡特 性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，推进剂二阶振荡模态 的速度耦合响应函数测量方法，该测量方法包括如下：

步骤一、选定长度为L的T型燃烧器，该T型燃烧器包括燃烧器本体， 燃烧器本体内的两端分别安装有相同构型和配方的推进剂试件夹，燃烧器本 体长度的L/4或3L/4处安装有与其内部相通的喷管，燃烧器本体两端的外壁 均分别安装有一高频响压强传感器，压强传感器用于测量燃烧器本体内的压 强振荡信号；燃烧器本体长度的L/2处安装有两个触发激励装置，触发激励 装置用于在燃烧器本体内产生压强振荡；

步骤二、通过在T型燃烧器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(L8)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；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。

进一步地，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上，打开数据采集系统， 启动压强传感器，同时启动两个推进剂试件夹的点火开关，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，形成第一路触发激励， 由压强传感器测量燃烧器本体内工作压强衰减系数α₁；