一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统及方法，包括：测控模块，发动机，发射模块，接收模块以及处理模块；所述测控模块通过向所述发动机内冲入指定流量的氧气，使所述氧气与所述发动机内的固体燃料发生燃烧产生燃气经所述发动机的喷管喷出形成高速流场；所述发射模块向所述喷管的出口垂直发射激光信号，所述激光信号经单模氟化锆光纤穿过所述流场后，被所述接收模块接收，且由所述接收模块将接收的激光信号发送至所述处理模块，由所述处理模块确定固体燃料质量流量。该系统结构简单，安全，测量成本低，且对于更大尺寸的固液火箭发动机更容易实现测量，具有极强的适应性和发展潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统及方法
本专利技术实施例涉及固液火箭发动机
，尤其涉及一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统及方法。
技术介绍
固液混合火箭发动机作为化学能火箭推进的一个重要发展方向，其独特的结构特点，使其具备广阔的商业应用前景。由于固液火箭发动机采用不同状态的物质作为推进剂，它的燃烧与单纯的固体或液体火箭发动机不同。其燃烧室内部的燃烧呈现为肉眼可见的扩散火焰，燃料消耗以及燃烧效率沿着燃料通道长度不断变化。因此，固体燃料的退移速率是固液火箭发动机中至关重要的参数，关系到发动机推力的大小以及燃烧室内部当量比的大小。固液火箭发动机的早期研究通常基于测量发动机点火前后的燃料几何形状或质量来评估燃料的平均退移速率。通过大量燃烧实验获得平均退移速率随氧化剂质量流量通量的拟合关系式。即使这样的相关性很好地适合于特定发动机配置的实验数据，但是一个困难在于这种退移速率的相关性是否可以缩放到其他不同尺寸发动机。另外，该方法还不允许对瞬态现象和异常进行表征，无法得到燃烧过程中退移速率的实时变化。对于固体药柱退移速率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统，其特征在于，包括：测控模块，发动机，发射模块以及接收模块；/n所述测控模块通过向所述发动机内冲入指定流量的氧气，使所述氧气与所述发动机内的固体燃料发生燃烧产生燃气经所述发动机的喷管喷出形成高速流场；/n所述发射模块向所述喷管的出口发射激光信号，所述激光信号垂直穿过所述高速流场后，被所述接收模块接收并转换为电压信号，且由所述接收模块将所述电压信号发送至所述发射模块中的TDLAS信号调制及数据处理模块，由所述TDLAS信号调制及数据处理模块根据所述电压信号确定喷管出口的气流静温以及水分压。/n

【技术特征摘要】
1.一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断系统，其特征在于，包括：测控模块，发动机，发射模块以及接收模块；
所述测控模块通过向所述发动机内冲入指定流量的氧气，使所述氧气与所述发动机内的固体燃料发生燃烧产生燃气经所述发动机的喷管喷出形成高速流场；
所述发射模块向所述喷管的出口发射激光信号，所述激光信号垂直穿过所述高速流场后，被所述接收模块接收并转换为电压信号，且由所述接收模块将所述电压信号发送至所述发射模块中的TDLAS信号调制及数据处理模块，由所述TDLAS信号调制及数据处理模块根据所述电压信号确定喷管出口的气流静温以及水分压。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射模块包括：TDLAS信号调制及数据处理模块、激光器以及自聚焦准直器；
TDLAS信号调制及数据处理模块通过电流调制和温度调制使激光器输出激光信号，所述激光信号经所述单模Y型氟化锆光纤进入所述自聚焦准直器，由所述自聚焦准直进行准直后垂直穿过所述高速流场，并射入所述接收模块。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接收模块包括：自聚焦准直透镜以及光电探测器；
所述自聚焦准直透镜接收所述激光信号，并将所述激光信号发送至所述光电探测器进行光电转换得到电压信号，所述光电探测器将电压信号传输至TDLAS信号调制及数据处理模块。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括处理模块，所述处理模块接收由所述TDLAS信号调制及数据处理模块传输的气流静温以及水分压，并根据所述气流静温以及水分压确定固体燃料总质量流量。


5.一种固液火箭发动机燃料的质量流量诊断方法，采用权利要求1-4任意一项所述的一种固液火箭发动机燃料的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鑫，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11