[发明专利]多喷管火箭动态喷流试验系统

说明书

多喷管火箭动态喷流试验系统，包括：模拟箭体、试验平台以及用于降低噪声及保护试验平台的喷水设备；模拟箭体与试验平台的外廓尺寸按照实际结构尺寸等比设计或者进行线性缩放，喷水设备的喷水总流量为实际喷水总流量的k²倍，喷水速度与实际产品保持一致，模拟箭体通过试验工装固装在试验平台上，并在试验时产生燃气，燃气推动模拟箭体沿试验工装实现高度变化；通过安装在模拟箭体以及试验平台上的传感器采集试验过程中的温度、压力、热流、噪声；所述的k为模拟箭体与试验平台的外廓尺寸与实际结构尺寸的比值。

技术领域

本发明涉及一种多喷管火箭动态喷流试验系统。

背景技术

运载火箭起飞力热环境决定着运载火箭安全性，也是火箭系统及其各分系统综合防护系统设计的依据，更是运载火箭发射工程新技术应用的基础。

喷流试验系统是运载火箭发射前专门用于研究火箭起飞力热环境的专项试验系统。为简化操作风险，大多数情况下采用静态方式(模拟箭体相对发射系统位置固定方式开展试验)开展试验。

然而静态喷流试验系统也存在一定的局限性：为了获取不同箭体高度下的燃气流场分布、噪声场分布、喷水降噪效果以及起飞力热环境，需要加工不同高度的龙门架立柱，并预备较多数量的模拟发动机。因此为了摸清实际发射环境，需要组织开展大量的喷流试验，所需成本较大，不利于研究的开展。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提出一种运载火箭动态喷流试验系统，较过往准静态试验方式，试验规律更接近实际发射规律，用于研究火箭动态起飞过程中的燃气流场分布、起飞力热环境、发射系统热防护性能以及喷水降温降噪系统的效果。

本发明的技术解决方案是：多喷管火箭动态喷流试验系统，包括：模拟箭体、试验平台以及用于降低噪声及保护试验平台的喷水设备；模拟箭体与试验平台的外廓尺寸按照实际结构尺寸等比设计或者进行线性缩放，喷水设备的喷水总流量为实际喷水总流量的k²倍，喷水速度与实际产品保持一致，模拟箭体固装在试验平台上，并在试验时产生燃气，燃气推动模拟箭体沿试验工装实现高度变化；通过安装在模拟箭体以及试验平台上的传感器采集试验过程中的温度、压力、热流、噪声；所述的k为模拟箭体与试验平台的外廓尺寸与实际结构尺寸的比值。

优选的，所述的试验平台包括试验台基座、模拟发射台、试验工装；

所述的试验台基座上表面连接固定模拟发射台与试验工装，并通过试验台基座的支腿将载荷传递至地面；试验工装将模拟箭体吊装在固定模拟发射台上；试验台基座预设导流槽，用于排导发动机产生的高温高压燃气，所述导流槽按原型尺寸进行比例k的线性缩放。

优选的，所述的试验工装包括龙门架、圆柱导轨、导向套、缓冲弹簧、导轨上定位框、导轨下定位框、钢丝绳、导轨支座；

导轨支座与试验台基座固接；导轨支座上方与圆柱导轨固接，圆柱导轨的上端安装缓冲弹簧，并通过导轨上、下定位框保证圆柱导轨的位置精度及刚度；龙门架的中心圆柱下端面固定模拟箭体，龙门架上伸出导向套与圆柱导轨配合；钢丝绳一端固定在导向套上，另一端固定在模拟箭体的尾端；在发动机的推力作用下，龙门架与模拟箭体的组合体可沿圆柱导轨在导轨上定位框与导轨下定位框之间滑动，到达预设的高度时，通过导向套上设置的锁紧机构进行高度锁定。

优选的，所述的锁紧机构包括弹簧与锁止销以及设置在圆柱导轨上的锁紧槽；所述的锁紧槽上端为斜面，下端为直面；锁止销与弹簧安装在导向套预留的钢筒内，锁止销在弹簧的推力作用下，时刻保持与圆柱导轨的表面接触。

优选的，所述的导向套上设置导向柱，通过向导向柱上安装配重块，匹配模拟箭体发动机的上升推力，最终保证模拟箭体的上升速度与实际一致。

优选的，所述的喷水设备包括设置在模拟发射台内部的流道、以及与所述流道连通安装在模拟发射台上表面以及导流孔侧面的喷头组成；位于模拟发射台上表面的喷头保证整个模拟发射台上表面覆盖水。