(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210790926.X (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 南昌航空大 学 地址 330000 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 周志坛　廖作嘉　李怡庆　 (74)专利代理 机构 深圳市智旭鼎浩知识产权代 理事务所(普通 合伙) 44746 专利代理师 付龙 (51)Int.Cl. G01M 15/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验 装置 (57)摘要 本发明涉及一种燃气喷射与推进剂耦合作 用观测试验装置， 其特征在于， 包括点火器、 测量 段、 喷管、 机座， 所述测量段固定在机座上， 所述 点火器设置在所述测量段的前端， 所述喷管设置 在所述测量段的后端。 本发明能够 观察燃气喷射 与推进剂耦合作用， 解决了 之前无法观测固体发 动机燃烧室火焰传播规律的难题， 同时在试验装 置内部打孔提高了测温测压的准确性和安全性， 布置更加紧凑合理。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 115112376 A 2022.09.27 CN 115112376 A 1.一种燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 包括点火器(1)、 测量 段、 喷管(5)、 机座(8)， 所述测量段固定在机座(8)上， 所述点火器(1)设置在所述测量段的 前端， 所述喷管(5)设置在所述测量段的后端； 所述测量段包括燃烧室(7)、 透明窗卡板(3)、 透明窗(4)、 温度传感器(10)、 压力传感器 (11)、 药柱(12)、 高速摄影仪(13)， 所述燃烧室(7)通过螺栓固定在机座(8)上， 所述透明窗 卡板(3)与燃烧室(7)配合将 透明窗(4)可拆卸安装在燃烧室(7)上方， 所述高速摄影仪(13) 设置在所述透明窗(4)的上方， 所述燃烧室(7)间隔设置若干用于安装 所述药柱(12)的凹槽 (701)， 在所述燃烧室(7)上相邻的两个所述凹槽之间设置有若干通孔， 所述通孔用于设置 所述温度传感器(10)和压力传感器(11)， 所述 温度传感器(10)和压力传感器(11)采集的数 据进入数据分析系统终端。 2.根据权利要求1所述的燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 所述 测量段还包括前堵盖(9)， 所述前堵盖(9)通过螺栓安装在燃烧室(7)和透明窗卡板(3)的前 端， 所述点火器(1)安装在前堵盖(9)上。 3.根据权利要求1所述的燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 所述 喷管(5)的后端设置有后堵盖(6)。 4.根据权利要求1所述的燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 所述 测量段分为上下两个半圆部分， 上半圆部分为所述透明窗卡板(3)和 透明窗(4)， 下半圆部 分为所述燃烧室(7)。 5.根据权利要求1所述的燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 所述 温度传感器(10)和压力传感器(1 1)绕半圆柱隔3 0°交替分布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115112376 A 2一种燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装 置 技术领域 [0001]本发明涉及到发动机试验的技术领域， 尤其涉及到一种固体火箭发动机地面测试 试验台及观测燃气喷射与推进剂耦合作用试验 装置。 背景技术 [0002]固体火箭发动机点火瞬态过程可以分为三个部分： 诱导段、 火焰扩散段和燃气充 填段。 诱导段定义为从点火器工作到推进剂表面首次出现点火的时间间隔； 火焰扩散段定 义为从推进剂表面首次点火到整个推进剂装药全部点燃之 间的时间间隔； 燃气充填段定义 为火焰传播结束至 达到燃烧室平衡之间的时间 间隔。 [0003]随着固体火箭发动机技术指 标的不断提高， 如何精确预示点火瞬态过程成为固体 火箭发动机内弹道的主要难点。 在点火 瞬态过程中， 随着点火火焰的传播， 点火器燃气喷流 与推进剂交互， 掌握两者间的力/热耦合规律是预示点火 瞬态过程的必 要条件。 不同的点火 强度无疑会影响火焰扩散速度， 而不同形状的翼槽和药柱又会影响翼槽内燃气的流动， 这 些瞬态响应是否会影响发动机的正常工作， 揭示燃气喷射与推进剂耦合作用机制是整个点 火过程中的关键问题。 [0004]由于固体药柱的不稳定性， 直接在推进剂上打孔连接传感器存在较大风险， 难以 测量药柱内部的压力和温度； 另外， 现有的发动机试验装置均采用高温合金钢密封， 无法直 接观测燃烧室内火焰传播规律。 因此， 通过试验方法研究燃气喷射与推进剂耦合作用机理 成为当前固体发动机领域的难题之一。 [0005]本发明在固体发动机测量段开透明窗， 利用高速摄影仪通过透明窗观测火焰传播 规律， 解决了 当前无法直接观 察药柱燃烧变化、 火焰燃烧变化等难题。 同时使用嵌入在药柱 中间的压力传感器和温度传感器对燃烧的药柱进 行测温测压， 通过压力采集系统和温度采 集系统来采集数据， 解决了无法在药柱上打孔进行测量压强和温度的难题。 发明内容 [0006]针对现有技术的不足， 本发明旨在提供一种燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验 装置， 能够观察燃气喷射与推进剂耦合作用， 解决了之前无法观察火焰燃烧变化的难题， 同 时在试验 装置内部打孔 提高了测温测压的准确性和安全性， 布置更加紧凑合理。 [0007]本发明通过如下技 术方案实现。 [0008]一种燃气喷射与推进剂耦合作用观测试验装置， 其特征在于， 包括点火器、 测量 段、 喷管、 机座， 所述测量段固定在机座上， 所述点火器设置在所述测量段的前端， 所述喷管 设置在所述测量段的后端； [0009]所述测量段包括燃烧室、 透明窗卡板、 透明窗、 温度传感器、 压力传感器、 药柱、 高 速摄影仪， 所述燃烧室通过螺栓固定在机座上， 所述透明窗卡板与燃烧室配合将透明窗可 拆卸安装在燃烧室上方， 所述高速摄影仪设置在所述透明窗的上方， 所述燃烧室间隔设置 若干用于安装所述药柱的凹槽， 在所述燃烧室上相邻的两个所述凹槽之间设置有若干通说　明　书 1/3 页 3 CN 115112376 A 3