[发明专利]一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法

说明书

本发明为解决现有通过液流试验模拟喷注器工作状态和受力情况时，试验成本高、难以实现绝对压强为零，且调整的精度低的问题，而提供了一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法。本发明通过将栓喷注器变推力发动机的燃烧室更换为反压仓，同时，模拟不同工况下的针阀的受力平衡状态；本发明利用针阀受力平衡的原理，发动机工作时随工况调节燃烧室压力发生变化，引起针阀受力不平衡，在不平衡力驱动下针阀发生运动，利用辅助的位移测量工具使针阀运动引起弹簧压缩，当弹簧压缩量调整到针阀受力平衡时，针阀稳定在新的位置，模拟计算不同工况下弹簧压缩量的变化，进行流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机技术领域，具体涉及一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法。

背景技术

变推力液体火箭发动机能够根据指令要求实现推力的精确控制，具有广泛用途。例如：航天运输系统多采用变推力发动机，可以实现最佳推力控制，从而使运载能力达到最大；载人航天的主动段飞行使用变推力发动机，可以严格控制宇航员的过载，确保宇航员的飞行安全；对于空间飞行器的交会对接与轨道机动，变推力发动机可以提高操纵控制的灵活性和准确性；要在月球等无大气的天体表面进行软着陆和机动飞行，变推力发动机是唯一可用的动力装置。

变推力发动机有多种实现方案，其中流量定位同轴可调针栓喷注器结构简单、工作可靠性高，在变推力发动机领域应用广泛。流量定位同轴可调针栓喷注器研制优化过程需要进行大量的热试车验证，通过液流试验将喷注器状态调整到满足设计要求是热试车验证充分性、有效性的基础，行之有效的流量定位同轴可调针栓喷注器液流试验方法是推力室顺利研制和飞行产品状态控制的必要保障措施。

通过液流试验将针栓喷注器状态调整到设计状态是流量定位同轴可调针栓喷注器研制的关键所在，即通过液流试验中模拟喷注器工作状态的受力情况以及测量针阀的位置是液流试验的基础。非海平面大气环境工作的发动机，液流试验时海平面大气环境压强与实际工作环境压强不同，以往通过抽真空的方法进行环境压强模拟，抽真空方法试验成本高且难以实现绝对压强为零，调整的精度低，无法准确保证液流实验的准确性。

发明内容

本发明的目的是解决现有通过液流试验模拟喷注器工作状态和受力情况时，以往通过抽真空的方法进行环境压强模拟的试验成本高、难以实现绝对压强为零，且调整的精度低的问题，而提供了一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、将流量定位同轴可调针栓喷注器推力室中的燃烧室更换为液流试验用反压仓，同时在针阀上预留连接接口；

步骤2、将位移测量工装通过针阀上预留连接接口连接，使位移测量工装与针阀同步运动；

步骤3、计算针阀上的作用力；

步骤4、选取包含发动机工作中的最高工况点、最低工况点及其他不少于5个的工况点进行液流试验，液流试验按从最高工况到最低工况再到最高工况的顺序连续进行，计算发动机在其中一个工况点下弹簧的压缩量∆t；

步骤5、利用反压仓模拟发动机工作的工况，使反压仓压强等于发动机工作时工况点的发动机燃烧室压强P_c，进行液流试验，计算液流试验时弹簧的压缩量∆t＇；

步骤6、比较发动机工作状态下弹簧压缩量∆t与液流试验时弹簧压缩量∆t＇，判断液流试验中针阀的位置与实际工作状态时是否相同；