一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置

摘要

本发明提出一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，包括承压墙、弹性气垫、挤压板、压力传感器和水平加载系统；被测发动机一侧紧靠承压墙并放置在弹性气垫上；挤压板放置在被测发动机的另一侧，并通过压力传感器与水平加载系统连接；所述水平加载系统通过挤压板向被测发动机施加水平加载的挤压力。本发明解决了试验对大挤压力及挤压力‑时间谱、传力可靠性、安全性等多方面的需求，可靠模拟固体发动机因飞机降落出现意外，起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量的挤压过程，为考核固体发动机挤压安全性奠定了基础。

说明书

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机安全性试验与评估技术领域，具体为一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置。

背景技术

作为动力装置的固体发动机是导弹的主要含能部件，其拥有强大动力和能量，但在受到意外刺激时，也会意外发火、燃烧、推进、爆炸甚至爆轰，对己方装备、人员构成威胁，轻则造成经济损失、削弱己方战斗力，重则造成人员伤亡、贻误战机、影响战斗胜负。目前，我军已经认识到武器装备必须满足实战对安全性的需求，并要求根据装备寿命周期剖面分析，确定可能导致发动机发生危险的因素进行考核。

机载导弹固体发动机在服役期间存在飞机降落时起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量挤压的可能性。因此，需要对其进行安全性试验考核。试验要求为固体发动机提供一个近百吨的挤压力，且能够满足挤压力精度和挤压力-时间谱的要求。由于发动机内部装填了大量的含能材料，试验要保证安全性，并尽量减少水平加载挤压力时发动机竖直方向的变形对试验的干扰。

目前国内外均没有公开资料介绍相关固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验技术，国内目前也没有相关单位进行此项技术研究。

发明内容

为实现全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性考核，本发明提出了一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，模拟飞机降落时，因意外情况起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量的过程。

本发明用油缸、控制系统和推力传感器构成挤压力施加装置，为试验提供所需的近百吨挤压力，配合低阻力挤压板，使实际施加在发动机上的挤压力谱与设定的挤压力谱尽可能一致，满足挤压力精度和挤压力-时间谱的要求。在发动机底部设计双层弹性气垫，以减少水平加载挤压力时发动机竖直方向的变形对试验的干扰，使其与飞机着陆时垂直加载挤压力的状态保持一致。

本发明的技术方案为：

所述一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，其特征在于：包括承压墙(1)、弹性气垫、挤压板、压力传感器(5)和水平加载系统；

被测的全尺寸固体发动机(2)一侧紧靠承压墙(1)并放置在弹性气垫上；挤压板放置在被测的全尺寸固体发动机(2)的另一侧，并通过压力传感器(5)与水平加载系统连接；所述水平加载系统通过挤压板向被测的全尺寸固体发动机(2)施加水平加载的挤压力。

进一步的优选方案，所述一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，其特征在于：所述水平加载系统包括油缸(6)、控制系统(9)和油路系统(8)，控制系统(9)根据设定的挤压力-时间谱要求，控制油路系统(8)和油缸(6)产生所需的挤压力，并通过压力传感器(5)加载到低阻力挤压板(4)上。

进一步的优选方案，所述一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，其特征在于：所述挤压板采用低阻力挤压板(4)，所述低阻力挤压板(4)与地面采用光滑滚轮配合。

进一步的优选方案，所述一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，其特征在于：所述弹性气垫采用双层弹性气垫(3)，当被测的全尺寸固体发动机(2)发生相应变形后，上层弹性气垫破裂漏气，由下层弹性气垫继续支撑被测的全尺寸固体发动机(2)。

进一步的优选方案，所述一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，其特征在于：所述油路系统(8)以及控制系统(9)与承压墙(1)、弹性气垫、挤压板、压力传感器(5)以及油缸(6)之间通过防爆墙(7)分隔。

有益效果

本发明提出一种用于模拟飞机降落时，因意外情况起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量的挤压安全性试验装置。其装置新颖合理，能够满足发动机安全性考核需要，解决了试验对大挤压力及挤压力-时间谱、传力可靠性、安全性等多方面的需求，使得在低成本、高安全的情况下，可靠模拟固体发动机因飞机降落出现意外，起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量的挤压成为可能，为考核固体发动机挤压安全性奠定了基础。该试验方法借助了油缸、传感器和控制系统，设计了低阻力挤压板、双层弹性气垫，其试验方案和设计方法还可推广应用到大挤压力、高风险的试验中。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：全尺寸固体发动机挤压安全性考核试验装置示意图；

其中：1-承压墙2-被测的全尺寸固体发动机3-双层弹性气垫4-低阻力挤压板5-压力传感器6-油缸7-防爆墙8-油路系统9-控制系统。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的目的是实现全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性考核，为此提出了一种考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，模拟飞机降落时，因意外情况起落架没能打开，机载导弹用固体发动机承受飞机着陆重量的过程。

本发明用油缸、控制系统和推力传感器构成挤压力施加装置，为试验提供所需的近百吨挤压力，配合低阻力挤压板，使实际施加在发动机上的挤压力谱与设定的挤压力谱尽可能一致，满足挤压力精度和挤压力-时间谱的要求。在发动机底部设计双层弹性气垫，以减少水平加载挤压力时发动机竖直方向的变形对试验的干扰，使其与飞机着陆时垂直加载挤压力的状态保持一致。

如图1所示，本实施例中的考核全尺寸固体发动机在大挤压力作用下的安全性试验装置，包括承压墙1、弹性气垫、挤压板、压力传感器5和水平加载系统。

被测的全尺寸固体发动机2一侧紧靠承压墙1并放置在弹性气垫上；挤压板放置在被测的全尺寸固体发动机2的另一侧，并通过压力传感器5与水平加载系统连接；所述水平加载系统通过挤压板向被测的全尺寸固体发动机2施加水平加载的挤压力。

所述水平加载系统包括油缸6、控制系统9和油路系统8，控制系统9根据设定的挤压力-时间谱要求，控制油路系统8和油缸6产生所需的挤压力，并通过压力传感器5加载到低阻力挤压板4上。

所述挤压板采用低阻力挤压板4，所述低阻力挤压板4与地面采用光滑滚轮配合。

所述弹性气垫采用双层弹性气垫3，当被测的全尺寸固体发动机2发生相应变形后，上层弹性气垫破裂漏气，由下层弹性气垫继续支撑被测的全尺寸固体发动机2。

所述油路系统8以及控制系统9与承压墙1、弹性气垫、挤压板、压力传感器5以及油缸6之间通过防爆墙7分隔。

试验中，由油缸6、压力传感器5和控制系统7按照试验所需的挤压力，并满足精度和挤压力-时间谱要求。根据试验对挤压过程中接触面的要求设计低阻力挤压板4，挤压板底部设计成防翻倒结构，并加装光滑滚轮，从而减少摩擦阻力对挤压力-时间谱的影响，使挤压力迅速、准确的传递到被测的全尺寸固体发动机2上。为简化结构，便于进行试验，试验采用挤压力水平加载方式，试验过程中，发动机受水平挤压后，会发生变形，向竖直方向扩展，此时会受到一个竖直向上的挤压力。实际上，发动机被飞机挤压时挤压力是竖直加载，变形扩展的方向是自由的，不会受来自扩展方向的挤压力。因此，试验装置的设计应该尽量减少竖直方向的变形对试验的干扰，本实施例在发动机底部采用双层弹性气垫3支撑，以使其与飞机着陆时垂直加载挤压力的状态保持一致，其主要原理是：由于本实施例中，采用是水平方向施加挤压力，所以在挤压过程中，发动机的变形上竖直方向的，如果发动机底部直接与地面或刚性结构接触，会产生反向作用力，这一作用力会很大程度上干扰试验结果。为此本发明采用了弹性气垫放置在发动机底部。而采用双层弹性气垫目的是在发动机变形过程中，上层气垫在一定压力下破裂放气，尽可能减小对发动机的反向压力。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。