本申请公开了一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置及方法，其中，火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，包括：振动台、三通转接工装、内管道加热加压装置、排气装置、试验件管路装置和外管道加热装置；三通转接工装设置于振动台上；三通转接工装包括第一转接口、第二转接口和第三转接口；第一转接口与内管道加热加压装置接通；第二转接口与试验件管路装置接通；第三转接口与排气装置接通；外管道加热装置与第二转接口连接，且设置于试验件管路装置外部。本申请能同时采用内外加热的方法合理模拟火箭发动机管路的实际振动环境，提高火箭发动机管路振动试验的准确性。高火箭发动机管路振动试验的准确性。高火箭发动机管路振动试验的准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置及方法
[0001]本申请涉及航天
，尤其涉及一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置及方法。
技术介绍
[0002]液体火箭在动力系统试车或飞行过程中，发动机的不少管路系统不仅处于高压的环境下，而且管壁内外都处于高温环境，其外部受到发动机火焰或者高温结构的辐射，内部主要由高速流动的高温气体形成对内壁的加热，且管路内壁的温度高于管路外壁的温度。而管路的材料性能往往与温度、气压相关，在高温高压振动下的管路环境中测出的动力性能与在常温下的管路环境中测出的动力性能有所差异。
[0003]早期的管路振动试验，受限于试验条件，通常单纯的采取纯加热试验、常温振动试验来考核管路的强度，但是这种试验没有充分考虑温度、压力带来的影响，试验考核不充分。随着试验水平的提升，管路的力热高压耦合振动成为一种考核管路的可靠性办法，但该方法通常采取石英灯或者电热丝缠绕的方式来模拟管路力热耦合振动，而这种单纯的外加热的办法会导致管路的温度分布与实际不一致，达不到管路考核要求，并且实际发动机管路外壁高于内壁温度，且内外管路都处于高温环境，而单纯的外加热，由于外表面辐射散热会导致管路的外壁温度高于内壁温度，与实际条件不一致，同时做管路振动时并没有按照管路真实的压力进行考核。
[0004]因此，目前亟需解决的技术问题是：如何同时采用内外加热的方法提高模拟高温高压环境下的发动机管路振动试验环境的真实度，提高火箭发动机管路振动试验的准确性。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置及方法，能同时采用内外加热的方法合理模拟火箭发动机管路的实际振动环境，提高火箭发动机管路振动试验的准确性。
[0006]为达到上述目的，本申请提供一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，包括：振动台、三通转接工装、内管道加热加压装置、排气装置、试验件管路装置和外管道加热装置；三通转接工装设置于振动台上；三通转接工装包括第一转接口、第二转接口和第三转接口；第一转接口与内管道加热加压装置接通；第二转接口与试验件管路装置接通；第三转接口与排气装置接通；外管道加热装置与第二转接口连接，且设置于试验件管路装置外部；内管道加热加压装置：用于向试验件管路装置输送高温高压气体；排气装置：用于监测高温高压气体的压力，当压力超过试验要求的压力时，将高温高压气体排出；外管道加热装置：用于监测试验件管路装置的外管道温度，当外管道温度低于试验要求的温度时，对外管道温度进行加热。
[0007]如上的，其中，三通转接工装与振动台之间设置有第一隔热设备；第一隔热设备设
置于振动台上；三通转接工装设置于第一隔热设备上。
[0008]如上的，其中，内管道加热加压装置包括：高压气源、空气加热器、第一管道和第二管道；高压气源的输气端口与空气加热器通过第一管道连通；空气加热器远离高压气源的一端通过第二管道与第一转接口连通；高压气源输出的高压气体通过空气加热器进行加热，形成高温高压气体，高温高压气体输入三通转接工装内。
[0009]如上的，其中，高压气源为带控制调节气压的高压气源。
[0010]如上的，其中，内管道加热加压装置还包括：第一控制器；第一控制器与空气加热器连接；第一控制器：用于监测第一管道内的高压气体的温度，若温度低于实验要求的温度，则控制空气加热器对高压气体进行加热，形成高温高压气体，高温高压气体通过第二管道输入三通转接工装内。
[0011]如上的，其中，试验件管路装置包括：试验件管路和第二隔热设备；试验件管路一端与第二转接口连通，另一端与第二隔热设备固定连接；第二隔热设备设置于墙壁或固定支架上。
[0012]如上的，其中，外管道加热装置包括：可调热风机和第二控制器；可调热风机和第二控制器连接，可调热风机的出风管道的一端与第二转接口的外部固接，可调热风机与三通转接工装构成容纳空腔，试验件管路装置位于容纳空腔内；第二控制器：用于监测试验件管路的外管道温度，当外管道温度低于试验要求的温度时，对外管道温度进行加热。
[0013]如上的，其中，排气装置包括：压力监测装置、冷却装置、排气阀、第三管道、第四管道和第五管道；压力监测装置的一端通过第三管道与第三转接口接通，另一端通过第四管道与冷却装置接通；冷却装置远离压力监测装置的一端通过第五管道与排气阀接通。
[0014]如上的，其中，第一隔热设备和第二隔热设备均为隔热垫。
[0015]本申请还提供一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验方法，应用于上述的火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，该试验方法包括如下步骤：内管道加热加压装置向三通转接工装输入高温高压气体，高温高压气体一部分流入试验件管路装置，另一部分流入排气装置；排气装置监测试验件管路装置内高温高压气体的压力，当监测的压力超过试验要求的压力时，进行排气；当监测的压力低于试验要求的压力时，通过内管道加热加压装置向试验件管路装置内进行补压；外管道加热装置监测试验件管路装置的外管道温度，当外管道温度低于试验要求的温度时，对外管道温度进行加热；启动振动台，对试验件管路装置进行振动试验。
[0016]本申请实现的有益效果如下：
[0017](1)本申请能充分模拟发动机管路的实际振动环境，即：管路内壁高压、内外管路高温的振动环境，通过在试验装置中增加温度控制器和压力传感器，对输入试验件管路内的高温高压气体进行温度和压力的监测，若温度和压力不满足要求时，能实时控制和调节温度和压力来满足振动试验要求的环境，进而提高发动机管路振动试验的准确性。
[0018](2)本申请通过第一控制器对振动试验中的内壁管路的温度进行实时监测和调控，若监测到内壁管路的温度低于试验需求值，则控制空气加热器对高压气体进行加热；通过第二控制器对外管道温度进行实时检测和调控，若外管道温度低于试验要求的温度时，第二控制器控制可调热风机对外管道温度进行加热，使外管道温度达到试验需要的温度，具有能对管路的内外同时加热，且保持内外温度不一致的技术效果。
[0019](3)本申请涉及到的试验装置结构简单、安全、环保易于操作，排出的高温气体直接冷却处理，避免对外部环境产生影响。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置一种实施例的结构示意图；
[0022]图2为火箭发动机管路力热高压耦合振动试验方法一种实施例的流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，其特征在于，包括：振动台、三通转接工装、内管道加热加压装置、排气装置、试验件管路装置和外管道加热装置；所述三通转接工装设置于所述振动台上；所述三通转接工装包括第一转接口、第二转接口和第三转接口；所述第一转接口与所述内管道加热加压装置接通；所述第二转接口与所述试验件管路装置接通；所述第三转接口与所述排气装置接通；所述外管道加热装置与所述第二转接口连接，且设置于所述试验件管路装置外部；所述内管道加热加压装置：用于向所述试验件管路装置输送高温高压气体；所述排气装置：用于监测高温高压气体的压力，当压力超过试验要求的压力时，将高温高压气体排出；所述外管道加热装置：用于监测所述试验件管路装置的外管道温度，当外管道温度低于试验要求的温度时，对外管道温度进行加热。2.根据权利要求1所述的火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，其特征在于，所述三通转接工装与所述振动台之间设置有第一隔热设备；所述第一隔热设备设置于所述振动台上；所述三通转接工装设置于所述第一隔热设备上。3.根据权利要求2所述的火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，其特征在于，所述内管道加热加压装置包括：高压气源、空气加热器、第一管道和第二管道；所述高压气源的输气端口与所述空气加热器通过所述第一管道连通；所述空气加热器远离所述高压气源的一端通过所述第二管道与所述第一转接口连通；所述高压气源输出的高压气体通过所述空气加热器进行加热，形成高温高压气体，所述高温高压气体输入所述三通转接工装内。4.根据权利要求3所述的火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，其特征在于，所述高压气源为带控制调节气压的高压气源。5.根据权利要求3所述的火箭发动机管路力热高压耦合振动试验装置，其特征在于，所述内管道加热加压装置还包括：第一控制器；第一控制器与空气加热器连接；第一控制器：用于监测第一管道内的高压气体的温度，若温度低于实验要求的温度，则控制所述空气加热器对高压气体进行加热，形成高温高压气体，高温高压气体通过所述第二管道输入所述三通转接工装内。6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩亮，王英诚，
申请(专利权)人：北京中科宇航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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