静止发动机实验法测火药比冲及特征速度.doc

静止发动机实验法测火药比冲及特征速度一、实验目的运用标准发动机，标准装药，通过静止点火试验，测定火箭发动机的推力时间曲线和压力时间曲线。然后通过数据处理解出该装药的实测比冲和特征速度。二、实验原理图1 静止发动机试验示意图由于火箭发动机工作时间短，压力、推力、温度变化快而且测验环境恶劣。甚至还有爆炸的危险。因而必须用远距离的电测技术来完成对固体火箭发动机压力、推力随时间变化曲线（参数）的测试。为了计算出压力和推力的大小，我们采用了一种叫标定法比较法的方法。即在测量前后，使整个测量系统的条件与测量时相同的情况下，给传感器传入一定的标准压力、推力。记录一系列相应的线条高度。然后用与数字采集系统记录下来的压力、推力曲线的高度较，求得所测的压力、推力。总括起来我们的实验原理就是把火箭发动机里随时间变化的压力及推力信号通过传感器变换成电信号，过数字采集系统测出曲线，然后打印出来。三、实验仪器本实验采用的仪器和设备见表1。 表.1 实验仪器和设备名称数量名称数量标准火箭发动机实验台试验架数字采集系统放大器滤波器BYY-3/200Kg/cm2传感器电点火头时标装置天平传输线1台1个1个1台1台1台1台1个1台1台若干推力标定机BHR-111T传感器（压力传感器）U-600压力标定机YD-15电源WYJ-451电源V305电子交流稳压器41/8-340双铅-2火药柱3#小粒黑火药点火具通路测量仪铜柱测压器1台1台1台1台1台1台1根10g1台1台四、实验步骤1、火箭发动机的装配（1）总装图（2）在装配前测量与记录一下数据火箭发动机：内径(Dk): 长度(L): 喷喉直径(dKp): 出口直径(de):火药装药：外径(D) 内径(d) 长度(L) 重量(kg)点火药药包:点火药量(g) 点火头数量(个)2、点火药的装配称取10g3小粒黑火药，放在绸布上。再放一个电点火头，然后包起来，组成一个点火药包。再将点火药包穿进双铅-2火药柱的圆孔中。3、火箭发动机的装配选取长度适中的木柱（用以堵塞扩张段来固定双铅-2火药柱）装入火箭发动机中，再将已装入点火药包的双铅-2火药柱装入火箭发动机中，然后依次装入挡药板和喷头，最后装上旋盖并用力拧紧（点火线从喷头引出）。4、试验台的准备及实验台装配1）在钢轨上装好夹具，并将固定钢板用螺栓拧在实验台上。再将推力传感器装在固定钢板上，把推力传感器用的传输线接在推力传感器上，与数字采集系统连通检查，如果正常则好，不正常检查原因，至正常为止。2）将火箭发动机放在夹具的中间，调整固定螺丝。使火箭发动机能自由地在夹具上前后移动。3）将压力传感器拧在火箭发动机上，再把压力传感器用地传输线接在压力传感器上。与数字采集系统连通检查。如果正常则好，不正常则检查原因，直至正常为止。装配无误，仪器正常后，按响接线警报，以提醒相关人员，再将点火线与试验台连接起来，人员离开实验台，关好铁门，接通安全线路。5、 点火试验各项工作准备完毕，传感器地标定图完全符合测试要求。发动机装配合适，点火线路正常。除点火人员外，都离开实验台。点火人员站在发动机的侧面按点火线路。点火线上有三道保险（第一道：点火人员离开实验台关闭铁门后，接通第一道保险，仪器房合上点火电源；第二道：点火开关平常处于断开状态，按点火电源开关才能保证接通电源；第三道：当手离开按钮时，则处于断开状态）。仪器操作人员接到点火通知后，利用联动点火装置，按顺序启动仪器。设置好数字采集系统的各项参数，即可在数字采集系统上显示出Pt，Ft曲线，并将其用打印机打印出来。实验后，要查看实验台上的夹具是否移动。传感器是否正常，有无漏气现象等，如有则及时处理。如果按下点火按钮时，火箭发动机不发火，则切断点火按钮，停止仪器操作，查明原因，排除故障后，再重新点火试验。五、曲线的测量与计算根据图，测量所得F-t和P-t曲线的测量点 。推进剂的比冲按式（1）计算： （1）式中：Isd推进剂实测比冲Ns/Kg； F(t)发动机所产生的推力，N； tb推进剂的燃烧时间，s； mp推进剂的质量，Kg。推进剂的特征速度按式（2）计算： （2）式中：推进剂实测特征速度，m/s; P(t)燃烧室压力，Pa； At喷喉截面积， m2。 六、注意事项（1）装配过程中严禁烟火、穿钉鞋入内。（2）装配工作要在台面铺胶皮布的工作台上进行，装配时要轻拿轻放，严禁碰撞。（3）严禁用黑色的金属棒乱打乱敲。（4