為了研究固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)水下工作時(shí)燃?xì)馍淞髁鲌?chǎng)及推力特性,在連接船體升降平臺(tái)上開展了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)水下工作的實(shí)驗(yàn)研究。采用高速攝像系統(tǒng)觀察了噴管燃?xì)馍淞髟陂_闊水域的擴(kuò)展過程,獲得了水下燃?xì)馍淞餍螒B(tài)演化過程;對(duì)水下火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓強(qiáng)及推力進(jìn)行了測(cè)量,對(duì)比分析了在10 m、30 m、50 m三種水深條件下不同裝藥火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作的推力特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,發(fā)動(dòng)機(jī)水下點(diǎn)火時(shí),水環(huán)境與燃?xì)庵g的相互作用改變了燃?xì)馍淞餍蚊?氣液湍流摻混劇烈。隨著水深的增大,燃燒室壓力基本不變,發(fā)動(dòng)機(jī)工作推力減小,水深從10 m增加到50 m時(shí),三種發(fā)動(dòng)機(jī)推力均降低了20%以上,且發(fā)動(dòng)機(jī)推力與工作深度呈現(xiàn)非線性關(guān)系。在同一水深條件下,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)噴喉直徑較小時(shí),推力減小量較小;當(dāng)燃燒室壓強(qiáng)較小時(shí),推力減小量較小。

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圖3 連接船體升降平臺(tái)示意圖

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作過程為將完成裝藥的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝固定在升降平臺(tái)上，連接測(cè)量線路并進(jìn)行調(diào)試，再連接點(diǎn)火線路并確認(rèn)電阻正常。然后通過船上操作控制系統(tǒng)將升降平臺(tái)以5m·min-1的速度下降到預(yù)定的水深，收到電點(diǎn)火信號(hào)后，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，燃燒室內(nèi)迅速產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓焖倬蹓簺_破密封膜片....

圖4 燃?xì)馍淞髟谒h(huán)境中擴(kuò)展形態(tài)的演化過程

由圖4可以看出，密封蓋打開后，高速燃?xì)庋杆贈(zèng)_擊周圍水介質(zhì)，開始形成扁平狀的燃?xì)馀�。隨著燃?xì)膺B續(xù)的噴射，燃?xì)馀蓊^部沿軸向迅速向下游擴(kuò)展，而尾部徑向受水壓作用逐漸收縮，發(fā)展為橢球體形狀，當(dāng)燃?xì)馍淞鬟_(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，上游演化為細(xì)長(zhǎng)狀，且射流通道內(nèi)不斷出現(xiàn)膨脹?壓縮現(xiàn)象。由于射流過程中燃?xì)?...

圖5 不同水深下發(fā)動(dòng)機(jī)1燃燒室壓強(qiáng)曲線

實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)1在水深分別為10,30,50m條件下工作時(shí)，測(cè)得的燃燒室壓強(qiáng)如圖5所示。從圖5可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后燃燒室壓強(qiáng)迅速增大，瞬間出現(xiàn)壓強(qiáng)峰值，主要是由于噴管密封蓋打開后受到高密度水環(huán)境的阻滯作用。燃燒室壓強(qiáng)隨水深變化影響較小，平衡壓強(qiáng)約為6.5MPa，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間也....

圖6 3種發(fā)動(dòng)機(jī)在不同水深下的推力曲線

圖6a、圖6b和圖6c分別為三種實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在水深10,30,50m工作時(shí)的推力曲線，從圖中可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火初期即出現(xiàn)推力峰值，與燃燒室壓強(qiáng)特征相同。對(duì)比圖6a、圖6b和圖6c發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)2、發(fā)動(dòng)機(jī)3的裝藥燃燒時(shí)間逐漸變長(zhǎng)，由于三種裝藥肉厚相同，說明發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)....

本文編號(hào)：4046091