本发明专利技术涉及一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台及试验方法，高压高纯氮气制备贮存子系统存储并供应高压氮气，集中供配气子系统将高压氮气降至设定压力后，向挤压试验子系统、泵压试验子系统和消防子系统提供氮气，进行泵压试验和挤压试验。本发明专利技术在同一空间内实现挤压式和泵压式试验子系统并行运行，提升试验资源利用率，提高试验组织效率，并行试验准备过程，降低试验过程风险。采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和多余物的引入，提高了试验用氮气纯度，保证了试验可靠性。复用高压高纯氮气制备贮存子系统、集中供配气子系统和消防子系统，节省了资源。节省了资源。节省了资源。
【技术实现步骤摘要】
一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台及试验方法
[0001]本专利技术涉及液体火箭发动机地面热点火试验领域，尤其涉及一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台及试验方法。
技术介绍
[0002]为适应液体火箭发动机研制需求，液体火箭发动机地面试验分为组合件挤压试验和整机试验，二者按试验内容和要求一般独立建设试验台。
[0003]从试验台组成上来讲，两套试验系统均需高压纯净气源供应、管线增压、推力承载约束装置、氮气消防、监控设施、测量与控制等子系统组成。从试验组织上划分，两套试验系统独立建设后，资源不能统一调配，优势设备不能互用，流程不能并行，导致试验机构繁杂、人员效能低下、安全系数降低。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的的问题，本专利技术提供一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台及试验方法，通过顶层设计，复用试验子系统，模块化组成结构，在同一空间内实现挤压式和泵压式试验系统并行运行，提升试验资源利用率，提高试验组织效率，并行试验准备过程，降低试验过程风险。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，包括高纯氮气获取及存储子系统、集中供配气子系统、挤压试验子系统、泵压试验子系统和消防子系统；
[0006]所述高压高纯氮气制备贮存子系统存储并供应高压氮气；
[0007]所述集中供配气子系统将高压氮气降至设定压力后，向挤压试验子系统、泵压试验子系统和消防子系统提供氮气；
[0008]所述挤压试验子系统利用氮气对燃料储箱和氧化剂储箱增压，使燃料和氧化剂排出至燃烧室燃烧；
[0009]所述泵压试验子系统利用氮气对液氧储箱和煤油储箱增压，进行发动机点火试验；
[0010]所述消防子系统通过喷射氮气灭火。
[0011]进一步地，还包括推力约束安装子系统，包括承力基础、推力架和转接架，发动机试验件经转接架固定至推力架，通过推力架固定至承力基础，约束发动机工作时产生的推力；进行挤压试验和泵压试验采用不同的转接架。
[0012]进一步地，推进剂供应子系统用于向发动机组件定量供应氧化剂和燃料。
[0013]进一步地，还包括实时监控子系统，用于采集挤压试验和泵压试验的视频图像，并进行监控。
[0014]进一步地，所述高压高纯氮气制备贮存子系统包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化
后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。进一步地，所述氮气蒸发装置包括液氮泵和汽化器；所述液氮泵驱动液氮在封闭腔内升压至设定压力，送至汽化器进行高压汽化，汽化后的氮气向前输送至所述高压氮气储罐。
[0015]进一步地，所述集中供配气子系统将高压氮气的压力由30MPa直接供应至配气板总集气管，通过PLC远程控制实现挤压试车台氮气增压供应和泵压试验台氮气增压供应，通过高压减压器调节降压至4.5Mpa供应至消防子系统。
[0016]进一步地，所述挤压试验子系统包括挤压试验氧化剂增压氮气输送管路、挤压试验氧化剂高压容器、挤压试验氧化剂供应支路、挤压试验燃料增压输送管路、挤压试验燃料高压容器、挤压试验燃料供应支路，点火系统以及挤压试验采集模块；
[0017]氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路供应至发动机前；燃料经挤压试验燃料供应支路供应至发动机前；氮气经挤压试验氧化剂增压氮气输送管路注入挤压试验氧化剂高压容器增压，氮气经挤压试验燃料增压输送管路注入挤压试验燃料高压容器增压，打开点火系统，发动机燃烧室内形成引燃用点火源，氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路和挤压试验燃料供应支路泵前阀门开启，使得氧化剂和燃料进入燃烧室内持续燃烧，发动机开始工作，挤压试验采集模块采集发动机数据。
[0018]进一步地，所述泵压试验子系统包括泵压试验氧化剂增压输送管路、泵压试验氧化剂低压容器、泵压试验氧化剂供应支路、泵压试验燃料增压输送管路、泵压试验燃料低压容器、泵压试验燃料供应管路、泵压试验辅助气路供应系统以及泵压试验煤油抽真空系统以及泵压试验采集模块；
[0019]氧化剂经泵压试验氧化剂供应支路供应至发动机前；燃料经泵压试验燃料供应支路供应至发动机前；
[0020]泵压试验辅助气路供应系统将发动机试车用高压气瓶压力供应至发动机系统，泵压试验煤油抽真空系统启动，将发动机煤油腔抽真空，燃料供应管路泵前阀打开，煤油在真空条件下充填至发动机；
[0021]氮气经泵压试验氧化剂增压输送管路注入泵压试验氧化剂低压容器增压，氮气经泵压试验燃料增压输送管路注入泵压试验燃料低压容器增压；发动机开始工作，挤压试验采集模块采集发动机数据。
[0022]本专利技术另一方面提供一种利用所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台进行试验的方法，包括：进行挤压试验和泵压试验。
[0023]进一步地，挤压试验包括：氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路供应至发动机前；燃料经挤压试验燃料供应支路供应至发动机前；氮气经挤压试验氧化剂增压氮气输送管路注入挤压试验氧化剂高压容器增压，氮气经挤压试验燃料增压输送管路注入挤压试验燃料高压容器增压，打开点火系统，发动机燃烧室内形成引燃用点火源，氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路和挤压试验燃料供应支路泵前阀门开启，使得氧化剂和燃料进入燃烧室内持续燃烧，发动机开始工作，挤压试验采集模块采集发动机数据；发动机工作至指定时间时关闭，挤压试验氧化剂供应支路和挤压试验燃料供应支路关闭，泄出发动机腔道内残余推进剂，挤压试验氧化剂高压容器和挤压试验燃料高压容器泄压，氧化剂和燃料回收，挤压试验子系统正压封存，拆除发动机，试验结束；
[0024]泵压试验包括：氧化剂经泵压试验氧化剂供应支路供应至发动机前；燃料经泵压
试验燃料供应支路供应至发动机前；泵压试验辅助气路供应系统将发动机试车用高压气瓶压力供应至发动机系统，泵压试验煤油抽真空系统启动，将发动机煤油腔抽真空，燃料供应管路泵前阀打开，煤油在真空条件下充填至发动机；氮气经泵压试验氧化剂增压输送管路注入泵压试验氧化剂低压容器增压，氮气经泵压试验燃料增压输送管路注入泵压试验燃料低压容器增压；发动机开始工作，挤压试验采集模块采集发动机数据；发动机工作至指定时间时关闭，推进剂供应系统氧化剂供应支路和泵压试验燃料供应管路关闭，泄出发动机腔道内残余推进剂，氧化剂和燃料回收，泵压试验子系统正压封存，拆除发动机，试验结束。
[0025]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0026](1)本专利技术在同一空间内实现挤压式和泵压式试验子系统并行运行，提升试验资源利用率，提高试验组织效率，并行试验准备过程，降低试验过程风险。
[0027](2)本专利技术挤压式和泵压式试验子系统复用高压高纯氮气制备贮存子系统、集中供配气子系统和消防子系统，节省了资源。
[0028](3)本专利技术采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，包括高纯氮气获取及存储子系统、集中供配气子系统、挤压试验子系统、泵压试验子系统和消防子系统；所述高压高纯氮气制备贮存子系统存储并供应高压氮气；所述集中供配气子系统将高压氮气降至设定压力后，向挤压试验子系统、泵压试验子系统和消防子系统提供氮气；所述挤压试验子系统利用氮气对燃料储箱和氧化剂储箱增压，使燃料和氧化剂排出至燃烧室燃烧；所述泵压试验子系统利用氮气对液氧储箱和煤油储箱增压，进行发动机点火试验；所述消防子系统通过喷射氮气灭火。2.根据权利要求1所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，还包括推力约束安装子系统，包括承力基础、推力架和转接架，发动机试验件经转接架固定至推力架，通过推力架固定至承力基础，约束发动机工作时产生的推力；进行挤压试验和泵压试验采用不同的转接架。3.根据权利要求1或2所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，推进剂供应子系统用于向发动机组件定量供应氧化剂和燃料。4.根据权利要求1或2所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，还包括实时监控子系统，用于采集挤压试验和泵压试验的视频图像，并进行监控。5.根据权利要求1或2所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，所述高压高纯氮气制备贮存子系统包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。进一步地，所述氮气蒸发装置包括液氮泵和汽化器；所述液氮泵驱动液氮在封闭腔内升压至设定压力，送至汽化器进行高压汽化，汽化后的氮气向前输送至所述高压氮气储罐。6.根据权利要求1或2所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，所述集中供配气子系统将高压氮气的压力由30MPa直接供应至配气板总集气管，通过PLC远程控制实现挤压试车台氮气增压供应和泵压试验台氮气增压供应，通过高压减压器调节降压至4.5Mpa供应至消防子系统。7.根据权利要求1或2所述的挤压泵压式火箭发动机双工位试车台，其特征在于，所述挤压试验子系统包括挤压试验氧化剂增压氮气输送管路、挤压试验氧化剂高压容器、挤压试验氧化剂供应支路、挤压试验燃料增压输送管路、挤压试验燃料高压容器、挤压试验燃料供应支路，点火系统以及挤压试验采集模块；氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路供应至发动机前；燃料经挤压试验燃料供应支路供应至发动机前；氮气经挤压试验氧化剂增压氮气输送管路注入挤压试验氧化剂高压容器增压，氮气经挤压试验燃料增压输送管路注入挤压试验燃料高压容器增压，打开点火系统，发动机燃烧室内形成引燃用点火源，氧化剂经挤压试验氧化剂供应支路和挤压试验燃料供应支路泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋会玲，
申请(专利权)人：北京天兵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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