solidworks火箭发动机点火压力载荷测试方法研究(2)

菜单

3 火箭发动机点火冲击载荷测试系统的选择16

3.1压电式传感器的简介16

3.1.1 引言16

3.1.2 压电效应17

3.1.3 压电材料17

3.2 应变式压力传感器简介

3.2.1 引言17

3.2.2 电阻-应变效应18

3.2.3 电阻应变片的基本结构18

3.2.4 温度补偿电路19

3.3 传感器类型的选用及其原则

3.4 提出测试系统设想方案19

3.2.1 方案一基于P89C52单片机的压力测试系统19

3.2.2 方案二基于数据采集系统的点火压力载荷测试系统20

3.5 最终方案的确定和选用原则 20

4 实验数据的采集和数据分析20

4.1 实验前的准备工作和点火药量选择28

4.2 实验数据分析29

4.2.1 点火药量为6g时的数据分析29

4.2.2 点火药量为8g时的数据分析30

4.2.3 点火药量为10g时的数据分析31

4.2.4 点火药量为12g时的数据分析32

5 点火压力载荷实验结论初步总结33

致谢34

参考文献35

1 绪论

1.1引言

1.1.1 火箭发动机简介

本文只针对固体火箭发动机燃烧室内的点火压力载荷测试，固体火箭发动机是固体推进剂火箭发动机的简称，主要由燃烧室壳体，固体推进剂装药，喷管和点火装置等几部分组成。在固体火箭发动机中，燃烧用的推进剂经压缩或浇注制成所需形状的装药，直接装于燃烧室或发动机壳体内。所以固体推进剂也叫做药柱，他含有完全燃烧所需要的所有化学元素，通常是在药柱的暴露表面上按照预定的速率缓慢平稳的燃烧。固体火箭发动机的结构通常如此源:自/751-·论,文'网·www.751com.cn/

发动机工作时，由点火装置点燃火药。点火药的燃烧产物流经装药表面，将装药迅速加热点燃，将推进剂的化学能转变成燃烧产物的热能，继而膨胀加速后高速排出产生推力。

结构上固体火箭发动机燃烧室壳体有整体式钢结构和整体纤维绕结构两种，对于大型的固体火箭发动机，其壳体和装药常采用分段式的。固体推进剂装药在燃烧室内的安装方式主要有两种：贴壁浇注式和自由装填式。前者是指将燃烧室壳体作为模具，推进剂直接浇注到壳体内，与壳体或壳体绝缘层黏结；后者是指药柱的制造在壳体外进行，然后装入壳体。自由装填药柱用在一些小型战术导弹或者中等规模的发动机上，一般成本较低，易于检查。贴壁浇注装药呈现出的性能更好，由于不需要支撑装置，支撑垫片，且绝热层薄，因此与自由装填装药相比，惰性质量略低，有较高的容积装填系数。目前几乎所有的大型固体火箭发动机和许多战术导弹发动机都使用贴壁浇注装药。

与液体火箭火箭发动机相比，固体火箭发动机的突出特点是结构形状简单，所需的零部件少，且一般没有运动件。上述特点使得固体火箭发动机可靠性高，维护和操作方便。

1.1.2 压力对发动机运作的影响

压强对推进剂燃烧特性的影响极为重要。一是因为压强对燃速的影响比较显著，二是因为燃速与压强的关系直接影响发动机的内弹道特性。在前者研究的基础上可以得到当压强增大，推进剂的燃速增大。在一定的环境温度下，提高燃烧室的压强时，使得反应物的密度增大，促使气相反应过程加速；同时，压强增大可使燃烧火焰区更靠近固相表面，因而传向推进剂表面的热流亦相应增大，促使表面层的反应速度增大，燃速增大，反之亦然。但是，压强低于某一值时，推进剂的燃烧反应不完全。因此，只有压强大于某一定值时，燃烧才能充分和完全，获得更多的热能，该压强称为临界压强。文献综述