一种模拟高速旋转发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种模拟高速旋转发动机，包括燃烧室、堵盖、旋转轴套、固定套、击针、弹簧、两个相同的铜制圆柱、两条相同的鱼线绳，堵盖固定于燃烧室上端的内侧，堵盖的顶部中心设置喷管结构，旋转轴套设置在堵盖内部，旋转轴套中部设置一弹簧支撑座，旋转轴套下部侧面对称设置两个耳环通孔，固定套设置在旋转轴套内，击针与固定套同轴设置，击针的头部贯穿固定套伸入喷管结构并与喷管结构的喉道内壁相接触抵靠，弹簧套设在击针上，燃烧室高速旋转并带动堵盖、旋转轴套、固定套转动，两个铜制圆柱做圆周运动，产生离心力，鱼线绳拉动击针产生向下的铅直力。本发明专利技术避免了实验过程中发动机爆炸的情况，提高试验装置安全系数。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟高速旋转发动机
本专利技术涉及发动机模拟实验
，尤其涉及一种模拟高速旋转发动机。
技术介绍
在涡轮式火箭弹、底排增程炮弹等武器系统的研制中，弹丸在内弹道加速阶段常常会产生高速转动，由于弹丸高速转动，迫使与弹丸固连在一起的固体火箭增程发动机被动处于高速转动的状态。高速转动将对固体火箭发动机推力、压力等性能参数产生较大影响，使得固体火箭发动机的燃烧室特性与不旋转的状态下存在明显不同。目前对于固体火箭发动机高速转动时的多种特性参数测试主要是通过高速旋转台试验来完成，传统测试的试验发动机均为药柱装填，测试时需要进行点火与药柱燃烧，过程十分危险，安全系数很低。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种模拟高速旋转发动机，通过模拟发动机进行模拟高速旋转台中转速对于发动机推力压力影响的测试。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种模拟高速旋转发动机，包括燃烧室、堵盖、旋转轴套、固定套、击针、弹簧、两个相同的铜制圆柱、两条相同的鱼线绳，所述堵盖固定于燃烧室上端的内侧，所述堵盖的顶部中心设置喷管结构，所述旋转轴套设置在堵盖内部，所述旋转轴套中部设置一弹簧支撑座，所述旋转轴套下部侧面对称设置两个耳环通孔，所述固定套设置在旋转轴套内，所述击针与所述固定套同轴设置，所述击针的头部贯穿固定套伸入喷管结构并与喷管结构的喉道内壁相接触抵靠，所述弹簧套设在击针上，且弹簧上端的活动范围限定在击针头部下方，弹簧下端的活动范围限定在旋转轴套弹簧支撑座上方，所述击针尾部设置有通孔，其中一根鱼线绳的一端连接一个圆柱，另一端穿过一个耳环通孔和旋转轴套内部与击针的通孔连接，另一根鱼线绳的一端连接另一个圆柱，另一端穿过另一个耳环通孔和旋转轴套内部与击针的通孔连接。优选地，所述堵盖的外壁设置外螺纹，燃烧室上端的内壁设置内螺纹，堵盖与燃烧室通过螺纹连接固定。优选地，所述旋转轴套沿其轴向设置八个通气孔。优选地，所述固定套上部设置两个支耳，所述支耳抵住堵盖上端下表面。优选地，所述击针的头部为锥形针头。优选地，所述击针锥形针头下方设置一大直径座体，弹簧的上端抵靠于大直径座体。优选地，所述旋转轴套设置一配转孔，所述旋转轴套上端设置两个对称的防旋孔，下端侧面设置一防旋孔，所述击针的下部侧面设置有侧方长槽，所述固定套上端侧面开防旋槽，所述堵盖与旋转轴套通过锥端定位螺钉穿过侧面通孔并伸入配转孔内固定，所述旋转轴套与击针通过开槽平端紧定螺钉穿过下防旋孔并抵住下部侧方长槽固定，所述旋转轴套通过销穿过上端防旋孔并插入固定套防旋槽与固定套固定。优选地，所述堵盖、旋转轴套、固定套、击针所用材料均为45#钢。优选地，所述圆柱是铜制圆柱。优选地，所述鱼线绳直径为0.4mm。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术能在在较大转速范围内(0～15000rpm)对发动机推力压力实现准确模拟测试；(2)本专利技术避免了实验过程中发动机爆炸的情况，提高试验装置安全系数；(3)本专利技术通过控制喷管喉部通气面积，可以模拟不同喉通比的发动机。附图说明图1为本专利技术高速转台中的模拟高速旋转发动机的剖面示意图。图2为本专利技术堵盖的结构示意图。图3为本专利技术旋转轴套的结构示意图。图4为本专利技术固定套的结构示意图。图5为本专利技术击针的结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图，对本专利技术作进一步的说明。一种模拟高速旋转发动机，包括燃烧室1、堵盖2、旋转轴套3、固定套4、击针5、弹簧6、两个相同的铜制圆柱7、两条相同的鱼线绳8，所述堵盖2固定于燃烧室1上端的内侧，所述堵盖2的顶部中心设置喷管结构2-1，所述旋转轴套3设置在堵盖2内部，所述旋转轴套3中部设置一弹簧支撑座3-3，所述旋转轴套3下部侧面对称设置两个耳环通孔3-5，所述固定套4设置在旋转轴套3内，所述击针5与所述固定套4同轴设置，所述击针5的头部贯穿固定套4伸入喷管结构2-1并与喷管结构2-1的喉道内壁相接触抵靠，所述弹簧6套设在击针5上，且弹簧6上端的活动范围限定在击针5头部下方，弹簧6下端的活动范围限定在旋转轴套3弹簧支撑座3-3上方，所述击针5尾部设置有通孔5-3，其中一根鱼线绳8的一端连接一个圆柱7，另一端穿过一个耳环通孔3-5和旋转轴套3内部与击针5的通孔5-3连接，另一根鱼线绳8的一端连接另一个圆柱7，另一端穿过另一个耳环通孔3-5和旋转轴套3内部与击针5的通孔5-3连接。进一步的实施例中，所述堵盖2的外壁设置外螺纹，燃烧室1上端的内壁设置内螺纹，堵盖2与燃烧室1通过螺纹连接固定。进一步的实施例中，所述旋转轴套3沿其轴向设置八个通气孔3-1。进一步的实施例中，所述固定套4上部设置两个支耳，所述支耳抵住堵盖2上端下表面。进一步的实施例中，所述击针5的头部为锥形针头。进一步的实施例中，所述击针5锥形针头下方设置一大直径座体5-1，弹簧6的上端抵靠于大直径座体5-1。进一步的实施例中，所述旋转轴套3设置一配转孔，所述旋转轴套3上端设置两个对称的防旋孔3-2，下端侧面设置一防旋孔3-4，所述击针5的下部侧面设置有侧方长槽5-2，所述固定套4上端侧面开防旋槽4-1，所述堵盖2与旋转轴套3通过锥端定位螺钉9穿过侧面通孔2-2并伸入配转孔内固定，所述旋转轴套3与击针5通过开槽平端紧定螺钉10穿过下防旋孔3-4并抵住下部侧方长槽5-2固定，所述旋转轴套3通过销11穿过上端防旋孔3-2并插入固定套4防旋槽4-1与固定套固定。进一步的实施例中，所述堵盖2、旋转轴套3、固定套4、击针5所用材料均为45#钢。进一步的实施例中，所述圆柱7是铜制圆柱。进一步的实施例中，所述鱼线绳直径为0.4mm。在一些实施方式中，试验燃烧室、旋转轴套、固定套、击针、弹簧位于同一轴线上，工作时，模拟高速旋转发动机燃烧室1下端通道与高速旋转试验台主轴相连并注入高压氮气使试验模拟发动机燃烧室壳体内压力达到试验要求。在一些实施方式中，通过调整堵盖2喷管尺寸大小达到模拟不同喷管设计参数的试验发动机的目的。在另一些实施方式中，通过调整弹簧6刚度达到调整不同有效转速范围的目的。本专利技术通过燃烧室下端面进气通道注入一定压力的氮气，通过试验发动机高速旋转时铜制圆柱产生离心力使鱼线绳产生横向位移，拉动击针下移改变喉道面积以产生改变试验发动机推力和燃烧室内压力的效果。本专利技术的高速转台中的模拟高速旋转发动机的工作过程为：首先，通过提前试验测得固体火箭发动机出炮口转速，由既定转速通过反推求得弹簧6尺寸参数，堵盖2喷管处尺寸通过已知固体火箭发动机喷管尺寸加工得到。燃烧室1下端通道连接高速旋转主轴，并接通测试系统测量高速旋转(5000rpm～15000rpm)时燃烧室内产生的压力，通过燃烧室1下端通道连接的旋转主抽向发动机内部注入该压力的氮气并密封。燃烧室1高速旋转并带动堵盖2、旋转轴套3、固定套4转动，两个铜制圆柱7做圆周运动，产生离心力，鱼线绳8拉动击针5产生向下的铅直力，在工作过程中模拟发动机转速达到5000rpm时弹簧6开始变形，至最大转速15000rpm，铜制小圆柱7质心由距离中轴线14mm达到24mm，弹簧6行程10mm，击针5完全退出喷管致使喉道面积改变，以产生改变试验发动机内推力和压力的效果。推力压力由测试系统测量得出。通过本专利技术即可得到固体火箭发动机在转速5000rpm到150本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟高速旋转发动机，其特征在于，包括燃烧室(1)、堵盖(2)、旋转轴套(3)、固定套(4)、击针(5)、弹簧(6)、两个相同的铜制圆柱(7)、两条相同的鱼线绳(8)，所述堵盖(2)固定于燃烧室(1)上端的内侧，所述堵盖(2)的顶部中心设置喷管结构(2‑1)，所述旋转轴套(3)设置在堵盖(2)内部，所述旋转轴套(3)中部设置一弹簧支撑座(3‑3)，所述旋转轴套(3)下部侧面对称设置两个耳环通孔(3‑5)，所述固定套(4)设置在旋转轴套(3)内，所述击针(5)与所述固定套(4)同轴设置，所述击针(5)的头部贯穿固定套(4)伸入喷管结构(2‑1)并与喷管结构(2‑1)的喉道内壁相接触抵靠，所述弹簧(6)套设在击针(5)上，且弹簧(6)上端的活动范围限定在击针(5)头部下方，弹簧(6)下端的活动范围限定在旋转轴套(3)弹簧支撑座(3‑3)上方，所述击针(5)尾部设置有通孔(5‑3)，其中一根鱼线绳(8)的一端连接一个圆柱(7)，另一端穿过一个耳环通孔(3‑5)和旋转轴套(3)内部与击针(5)的通孔(5‑3)连接，另一根鱼线绳(8)的一端连接另一个圆柱(7)，另一端穿过另一个耳环通孔(3‑5)和旋转轴套(3)内部与击针(5)的通孔(5‑3)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟高速旋转发动机，其特征在于，包括燃烧室(1)、堵盖(2)、旋转轴套(3)、固定套(4)、击针(5)、弹簧(6)、两个相同的铜制圆柱(7)、两条相同的鱼线绳(8)，所述堵盖(2)固定于燃烧室(1)上端的内侧，所述堵盖(2)的顶部中心设置喷管结构(2-1)，所述旋转轴套(3)设置在堵盖(2)内部，所述旋转轴套(3)中部设置一弹簧支撑座(3-3)，所述旋转轴套(3)下部侧面对称设置两个耳环通孔(3-5)，所述固定套(4)设置在旋转轴套(3)内，所述击针(5)与所述固定套(4)同轴设置，所述击针(5)的头部贯穿固定套(4)伸入喷管结构(2-1)并与喷管结构(2-1)的喉道内壁相接触抵靠，所述弹簧(6)套设在击针(5)上，且弹簧(6)上端的活动范围限定在击针(5)头部下方，弹簧(6)下端的活动范围限定在旋转轴套(3)弹簧支撑座(3-3)上方，所述击针(5)尾部设置有通孔(5-3)，其中一根鱼线绳(8)的一端连接一个圆柱(7)，另一端穿过一个耳环通孔(3-5)和旋转轴套(3)内部与击针(5)的通孔(5-3)连接，另一根鱼线绳(8)的一端连接另一个圆柱(7)，另一端穿过另一个耳环通孔(3-5)和旋转轴套(3)内部与击针(5)的通孔(5-3)连接。2.根据权利要求1所述的模拟高速旋转发动机，其特征在于，所述堵盖(2)的外壁设置外螺纹，燃烧室(1)上端的内壁设置内螺纹，堵盖(2)与燃烧室(1)通过螺纹连接固定。3.根据权利要求1所述的模拟高速旋转发动机，其特征在于，所述旋转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪林，余陵，蔡文祥，郑凌轩，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32