一种航天发动机试车台长程排气系统技术方案

本发明专利技术属于航空、航天发动机试验技术领域，具体涉及一种航天发动机试车台长程排气系统。该系统包括水蒸汽发生器、酒精供应系统、液氧供应系统、软化水供应系统、等离子点火器、配气系统以及蒸汽引射系统；水蒸汽发生器包括直筒和安装在直筒上的四个介质管道；四个介质管道包括酒精管道、液氧管道以及两个软化水管道；直筒的顶部中心安装等离子点火器；四个介质管道的酒精管道与酒精供应系统连通；液氧管道与液氧供应系统连通；两个软化水管道均与软化水供应系统连通；直筒的下端与蒸汽引射系统连通；配气系统用于给酒精供应系统、液氧供应系统、离子点火器以及蒸汽引射系统提供氮气气源。该系统不仅能满足试验要求并且试验安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空、航天发动机试验
，具体涉及一种航天发动机试车台长程排气系统。
技术介绍
目前在国内进行的航天发动机试验中，为保证试验舱在发动机试验过程中始终具备一定的真空度，试验舱排气采用的方法主要为以下几种：a.购置大型球罐，建设空压机厂房，利用空压机组等把球罐抽到一定真空度，试验时利用球罐内真空将试验舱内空气、燃气等排到球罐内，以获得试验舱内真空度。b.建设空气瓶场，配备大量高压空气瓶，利用空气作为介质通过引射器引射。c.利用发动机自身产生的热燃气引射。上述三种排气方法在航天发动机试验中虽然能达到一定的试验效果，但是仍具备明显的缺点：1、发动机试验时间短，目前流量小的直连发动机试验最长时间只能到1200s，用于自由射流试验的基本在20s左右，很难满足发动机大流量长程试验要求。2、投资规模大，设施、厂房占地面积大；3、危险性高；4、效率低。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种能满足航天发动机大流量长程排气试验要求，并且试验效率高、试验安全可靠的航天发动机试车台长程排气系统。本专利技术的具体技术方案是：一种航天发动机试车台长程排气系统，包括水蒸汽发生器、酒精供应系统、液氧供应系统、软化水供应系统、等离子点火器、配气系统以及蒸汽引射系统；所述水蒸汽发生器包括直筒和安装在直筒上的四个介质管道；四个介质管道包括酒精管道、液氧管道以及两个软化水管道；直筒的顶部中心安装等离子点火器；四个介质管道的酒精管道与酒精供应系统连通；液氧管道与液氧供应系统连通；两个软化水管道均与软化水供应系统连通；直筒的下端与蒸汽引射系统连通；配气系统用于给酒精供应系统、液氧供应系统、离子点火器以及蒸汽引射系统提供氮气气源。具体的说，上述酒精供应系统包括酒精容器、酒精回收容器、酒精主供应管道、多个酒精分支供应管道、酒精加注管道、酒精泄回管道、酒精增压管道；酒精主供应管道的入口分别与酒精容器出口连通，酒精主供应管道上并联有多个酒精分支供应管道；多个酒精分支供应管道分别与多个水蒸汽发生器连通；酒精泄回管道一端与酒精主供应管道连通，另一端与酒精回收容器连通；酒精加注管道一端与酒精源连接，另一端与酒精容器连接；增压管道一端与增压气源连通，另一端与酒精容器连通；泄压管道一端与大气连通，另一端与酒精容器连通；酒精主供应管道上沿着酒精的流向依次装有波纹管、球阀、过滤器、压力测量元件以及温度测量元件；每个酒精分支供应管道上沿着酒精的流向依次安装有球阀、流量计、节流孔板、压力测量元件以及温度测量元件；每个酒精分支供应管道与每个水蒸汽发生器的酒精管道接口之间连接有氮气吹除管道，氮气吹除管道上设有截止阀、压力测量元件以及温度测量元件；酒精加注管道上沿着酒精的流向依次安装离心泵、过滤器及球阀；酒精加注管道上还连接有与酒精回收容器连接的管道，用于将酒精回收容器的酒精再次加注到酒精容器；增压管道上沿着增压气体的流向设置有过滤器、球阀、矩阵孔板、压力测量元件以及温度测量元件；矩阵孔板是由5个不同直径的管道并列组成，每个管道上都设置有1个不同孔径的孔板；泄压管道上连接容器安全阀，泄压管道出口加装阻火器。具体的说，上述液氧供应系统包括液氧容器、液氧回收容器、液氧主供应管道、多个液氧分支供应管道、液氧泄回管道、液氧加注管道、增压管道以及泄压管道；液氧主供应管道的入口分别与液氧容器出口连通，液氧主供应管道上并联有多个液氧分支供应管道；多个液氧分支供应管道分别与多个水蒸汽发生器连通；液氧泄回管道一端与液氧主供应管道连通，另一端与液氧回收容器连通；液氧加注管道一端与液氧气源连接，另一端与液氧容器连接；增压管道一端与增压气源连通，另一端与液氧容器连通；泄压管道一端与大气连通，另一端与液氧容器连通；液氧主供应管道上沿着液氧的流向依次装有波纹管、球阀以及过滤器；每个液氧分支供应管道上沿着液氧的流向安装有流量计、节流孔板、球阀、压力测量元件以及温度测量元件；每个液氧分支供应管道与每个水蒸汽发生器液氧管道接口之间连接有氮气吹除管道，氮气吹除管道上设有截止阀、压力测量元件以及温度测量元件；液氧加注管道上安装过滤器及截止阀；液氧加注管道上还连接有氮气吹除管道；增压管道上沿着增压气体的流向设置有过滤器、球阀、矩阵孔板、压力测量元件以及温度测量元件；矩阵孔板是由5个不同直径的管道并列组成，每个管道上都设置有1个不同孔径的孔板；泄压管道上连接容器安全阀，泄压管道出口加装阻火器。具体的说，上述软化水供应系统包括软化水池、第一供水管道、离心泵、第二供水管道、集液管以及泄回管道；软化水池与离心泵之间通过第一供水管道连接，第一供水管道上沿着软化水的流向依次安装有闸阀、球阀、过滤器以及压力测量元件；第二供水管道一端与离心泵连通，另一端垂直与集液管连通；集液管的一端封闭，另一端依次通过变径接头和球阀连接泄回管道；集液管靠近封闭的位置连接有两个软化水分支供应管道；两个软化水分支供应管道分别与水蒸汽发生器的软化水管道连通；第二供水管与集液管之间沿着软化水的流向依次安装止回阀、闸阀、过滤器以及压力测量元件；每个软化水分支供应管道与每个水蒸汽发生器软化水管道沿着软化水的流向依次安装流量计、过滤器、安全阀、截止阀、压力测量元件和节流孔板。具体的说，上述蒸汽引射系统包括蒸汽分配器、一级引射装置、二级引射装置、消音塔以及切换阀门；一级引射装置和二级引射装置串联连接，一级引射装置的蒸汽入口通过切换阀门与蒸汽分配器连通；二级引射装置的蒸汽入口与蒸汽分配器连通；二级引射装置的蒸汽出口通过消音塔与外部环境连通；一级引射装置的抽真空入口与发动机试验舱连通；蒸汽分配器连接直筒的出口；所述一级引射装置包括接受室、真空管道、真空蝶阀、引射喷管以及节流管道；所述引射喷管为拉法尔喷管结构，引射喷管插装在接受室上，引射喷管的入口外露在接受室外部并且引射喷管的入口接收水蒸汽发生器产生的高温蒸汽，引射喷管的出口位于接受室内并与节流管道入口连通；接受室的侧面安装真空管道；真空管道通过真空蝶阀与发动机真空舱连接；所述一级引射装置和二级引射装置结构相同；所述引射喷管为三个并且相互间隔120°插装在接受室上；所述节流管道的数量与引射喷管一致；所述节流管道包括依次连通的混合室、连接管道以及扩散室；所述混合室的入口与引射喷管的出口同轴连通。所述混合室从入口至出口直径逐渐减小；所述连接管道的直径恒定不变；所述扩散室从入口至出口直径逐渐增大。具体的说，上述配气系统包括高压氮气气瓶组、中压氮气气瓶、高压输气管道、中压输气管道、调压装置以及多个送气管道；高压输气管道一端连接高压氮气气瓶组，另一端连接调压装置入口；调试装置的出口并联多个送气管道后分别与氮气吹除管道、等离子点火器、液氧主供应管道、酒精主供应管道以及增压管道连通；中压输气管道一端连接中压氮气气瓶，另一端连接调压装置入口；调压装置出口与蒸汽引射系统连通。另外，上述酒精供应系统还包括酒精放气管道，所述酒精放气管道开设在酒精主供应管道顶部，酒精放气管道上安装有球阀以及用于观察流动情况的观察管。另外，述液氧供应系统还包括液氧放气管道；液氧放气管道开设在液氧主供应管道顶部，液氧放气管道上安装有球阀以及温度测量元件。本专利技术的优点在于：1、本专利技术采用酒精供应系统、液氧供应系统、软化水供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天发动机试车台长程排气系统，其特征在于：包括水蒸汽发生器、酒精供应系统、液氧供应系统、软化水供应系统、等离子点火器、配气系统以及蒸汽引射系统；所述水蒸汽发生器包括直筒和安装在直筒上的四个介质管道；四个介质管道包括酒精管道、液氧管道以及两个软化水管道；直筒的顶部中心安装等离子点火器；四个介质管道的酒精管道与酒精供应系统连通；液氧管道与液氧供应系统连通；两个软化水管道均与软化水供应系统连通；直筒的下端与蒸汽引射系统连通；配气系统用于给酒精供应系统、液氧供应系统、离子点火器以及蒸汽引射系统提供氮气气源。

【技术特征摘要】
1.一种航天发动机试车台长程排气系统，其特征在于：包括水蒸汽发生器、酒精供应系统、液氧供应系统、软化水供应系统、等离子点火器、配气系统以及蒸汽引射系统；所述水蒸汽发生器包括直筒和安装在直筒上的四个介质管道；四个介质管道包括酒精管道、液氧管道以及两个软化水管道；直筒的顶部中心安装等离子点火器；四个介质管道的酒精管道与酒精供应系统连通；液氧管道与液氧供应系统连通；两个软化水管道均与软化水供应系统连通；直筒的下端与蒸汽引射系统连通；配气系统用于给酒精供应系统、液氧供应系统、离子点火器以及蒸汽引射系统提供氮气气源。2.根据权利要求1所述的航天发动机试车台长程排气系统，其特征在于：所述酒精供应系统包括酒精容器、酒精回收容器、酒精主供应管道、多个酒精分支供应管道、酒精加注管道、酒精泄回管道、酒精增压管道；酒精主供应管道的入口分别与酒精容器出口连通，酒精主供应管道上并联有多个酒精分支供应管道；多个酒精分支供应管道分别与多个水蒸汽发生器连通；酒精泄回管道一端与酒精主供应管道连通，另一端与酒精回收容器连通；酒精加注管道一端与酒精源连接，另一端与酒精容器连接；增压管道一端与增压气源连通，另一端与酒精容器连通；泄压管道一端与大气连通，另一端与酒精容器连通；酒精主供应管道上沿着酒精的流向依次装有波纹管、球阀、过滤器、压力测量元件以及温度测量元件；每个酒精分支供应管道上沿着酒精的流向依次安装有球阀、流量计、节流孔板、压力测量元件以及温度测量元件；每个酒精分支供应管道与每个水蒸汽发生器的酒精管道接口之间连接有氮气吹除管道，氮气吹除管道上设有截止阀、压力测量元件以及温度测量元件；酒精加注管道上沿着酒精的流向依次安装离心泵、过滤器及球阀；酒精加注管道上还连接有与酒精回收容器连接的管道，用于将酒精回收容器的酒精再次加注到酒精容器；增压管道上沿着增压气体的流向设置有过滤器、球阀、矩阵孔板、压力测量元件以及温度测量元件；矩阵孔板是由5个不同直径的管道并列组成，每个管道上都设置有1个不同孔径的孔板；泄压管道上连接容器安全阀，泄压管道出口加装阻火器。3.根据权利要求2所述的航天发动机试车台长程排气系统，其特征在于：所述酒精供应系统还包括酒精放气管道，所述酒精放气管道开设在酒精主供应管道顶部，酒精放气管道上安装有球阀以及用于观察流动情况的观察管。4.根据权利要求1所述的航天发动机试车台长程排气系统，其特征在于：所述液氧供应系统包括液氧容器、液氧回收容器、液氧主供应管道、多个液氧分支供应管道、液氧泄回管道、液氧加注管道、增压管道以及泄压管道；液氧主供应管道的入口分别与液氧容器出口连通，液氧主供应管道上并联有多个液氧分支供应管道；多个液氧分支供应管道分别与多个水蒸汽发生器连通；液氧泄回管道一端与液氧主供应管道连通，另一端与液氧回收容器连通；液氧加注管道一端与液氧气源连接，另一端与液氧容器连接；增压管道一端与增压气源连通，另一端与液氧容器连通；泄压管道一端与大气连通，另一端与液氧容器连通；液氧主供应管道上沿着液氧的流向依次装有波纹管、球阀以及过滤器；每个液氧分支供应管道上沿着液氧的流向安装有流量计、节流孔板、球阀、压力测量元件以及温度测量元件；每个液氧分支供应管道与每个水蒸汽发生器液氧管道接口之间连接有氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：史超，李陆昊，陈聪，贺宏，鱼凡超，杜彬，赵建军，赵政社，邹伟龙，罗军，刘永伟，王广飚，黄立还，朱小江，翟文化，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61