一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置的制作方法

本发明属于固体火箭发动机领域，尤其涉及一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置。

背景技术：

固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置一般用于模拟发动机工作工况，考核燃烧室壳体承受内压载荷的能力。

目前，常用水压试验装置包括承力竖直平台、推力框、支撑架、水压传感器、设有前堵盖和后堵盖的燃烧室壳体，使用前堵盖、后堵盖分别与燃烧室壳体前接头、后接头连接，将燃烧室壳体开口封堵，用水加压测试燃烧室壳体承受内压载荷的能力，这种试验方式无法模拟发动机喷管对壳体内压的卸载作用，属于过严考核，易出现燃烧室壳体失效情况，同时燃烧室壳体没有承受轴向载荷，需要通过其他试验考核，使得研制周期加长，费时费力。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置。

为实现上述目的，本发明采用的一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置，包括承力竖直平台、推力框、支撑架、水压传感器、设有前堵盖和后堵盖的燃烧室壳体，其特征在于还包括卸载机构，所述卸载机构用于模拟燃烧室壳体受轴向压力的情况，使水压试验在考核燃烧室壳体承受内压工况的同时能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况。

优选地，所述的卸载机构包括卸载活塞和传力移动机构，卸载活塞沿轴向动密封于前堵盖或后堵盖的轴向环形通孔内，卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端和传力移动机构接触连接，卸载活塞所受的轴向载荷传递给传力移动机构，使传力移动机构位移，使水压试验能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况。

优选地，所述卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端为半球状，所述传力移动机构包括两个三角形楔块，其中第一三角形楔块的竖直面固定于承力竖直平台上，第二三角形楔块的一竖直面与卸载活塞的轴向垂直且与卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端点面接触连接，所述第一三角形楔块和第二三角形楔块的斜面光滑接触且第一三角形楔块的斜面长度大于第二三角形楔块的斜面长度。

可选地，所述第二三角形楔块的另一竖直面固定一悬空绳索，所述绳索固定于吊杆上，所述吊杆固定于承力竖直平台上。

优选地，所述动密封是在前堵盖或后堵盖的轴向环形通孔内设置一o型密封槽，用环形o型圈将卸载活塞沿轴向予以密封。

本发明的一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置，与现有技术相比，增加了卸载机构用于模拟燃烧室壳体受轴向压力的情况，使水压试验在考核燃烧室壳体承受内压工况的同时能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况，去掉了考核燃烧室壳体承受轴向载荷的专项试验，使得研制周期缩短；改变传统水压试验方式无法模拟发动机喷管对壳体内压的卸载作用，过严考核而出现燃烧室壳体失效的情况。

附图说明

图1是本发明的实施例的一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置示意图；

图2是图1的a局部暨本发明的卸载机构结构示意图。

其中，1-承力竖直平台、2-推力框、3-支撑架、4-卸载机构、41-卸载活塞、42-传力移动机构、5-燃烧室壳体、6-前堵盖、7-后堵盖、71-轴向环形通孔、8-吊杆、9-楔块、91-第一三角形楔块、92-第二三角形楔块、10-绳索、11-o型圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置，如图1所示，包括承力竖直平台、推力框、支撑架、水压传感器、设有前堵盖和后堵盖的燃烧室壳体，还包括卸载机构，所述卸载机构用于模拟燃烧室壳体受轴向压力的情况，使水压试验在考核燃烧室壳体承受内压工况的同时能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况。

本实施例中，所述的卸载机构包括卸载活塞和传力移动机构，卸载活塞沿轴向动密封于前堵盖或后堵盖的轴向环形通孔内，所述动密封是在前堵盖或后堵盖的轴向环形通孔内设置一o型密封槽，用环形o型圈将卸载活塞沿轴向予以密封，卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端和传力移动机构接触连接，卸载活塞所受的径向载荷传递给传力移动机构，使传力移动机构位移，使水压试验能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况。

如图2所示，所述卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端为半球状，所述传力移动机构包括两个三角形楔块，其中第一三角形楔块的竖直面固定于承力竖直平台上，第二三角形楔块的一竖直面与卸载活塞的轴向垂直且与卸载活塞露出轴向环形通孔外的一端点面接触连接，所述第一三角形楔块和第二三角形楔块的斜面光滑接触且第一三角形楔块的斜面长度大于第二三角形楔块的斜面长度，使得卸载活塞受轴向和径向载荷的作用下可以推动第二三角形楔块沿第一三角形楔块的斜面运动位移。第二三角形楔块的另一竖直面固定一悬空绳索，绳索固定于吊杆上，吊杆固定于承力竖直平台上，便于安装第一三角形楔块和第二三角形楔块。

本实施例的水压试验装置，承力竖直平台为带金属平板的墙壁，所述推力框为金属框架结构，所述前堵盖、后堵盖均为圆饼状金属板，与燃烧室壳体节后接头连接，用于封堵燃烧室壳体内部水；所述卸载活塞为圆柱形金属结构，直径与喷管喉径相同，用于传递燃烧室壳体内部压力；所述支撑架为垫有毛毡可调节高度的弧形支座。使用本实施例的水压试验装置时，所述推力框一端与承力竖直平台接触，另一端与燃烧室壳体前裙连接，连接面填充毛毡用于缓冲；所述后堵盖中心开设轴向环形通孔，卸载活塞穿过轴向环形通孔塞入燃烧室壳体内部，卸载活塞与后堵盖连接面通过径向o型圈密封，轴向环形通孔轴向长度需满足加水压时燃烧室壳体轴向变形。所述的卸载活塞与承力竖直平台通过楔块连接，本实施例中为斜面光滑接触的第一三角形楔块和第二三角形楔块，使卸载活塞可以在竖直方向移动。

采用卸载活塞与燃烧室壳体连接，卸载活塞的截面面积同喷管喉部面积相等，将喷管喉部面积的压力载荷通过卸载活塞卸载到承力支架上，采用推力框与燃烧室壳体前裙连接，用于平衡卸载活塞承受压力载荷，模拟发动机推力，防止燃烧室壳体发生大位移。

具体使用本实施例的水压试验装置时，推力架水平放置于地坑中，一端与承力竖直平台接触，将燃烧室壳体水平放置于垫有毛毡支撑架上，移动燃烧室壳体与推力架接触，通过调节两处支撑架高度及毛毡厚度使燃烧室壳体轴线水平。进行安装：前堵盖与燃烧室壳体前接头连接，后堵盖与卸载活塞连接，后堵盖与卸载活塞中间使用o型圈进行动密封，同时涂抹润滑油减小摩擦，将后堵盖与燃烧室壳体后接头通过螺栓连接。在承力竖直平台安装固定楔块，通过吊杆与绳索使第一三角形楔块和第二三角形楔块斜面接触，斜面接触保持光滑。移动卸载活塞使其露出轴向环形通孔外的一端顶在第二三角形楔块的一竖直面上，保证第二三角形楔块受到轴向压力时仍可在竖直方向移动，此时燃烧室壳体受水压作用径向拉伸，第二三角形楔块沿竖直方向移动。在燃烧室壳体内部注满水，通过加压设备增加壳体内部水压使之达到设计压强，水压传感器测试出水压数据。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种固体火箭发动机燃烧室壳体水压试验装置，包括承力竖直平台、推力框、支撑架、水压传感器、设有前堵盖和后堵盖的燃烧室壳体，其特征在于包括卸载机构，所述卸载机构用于模拟燃烧室壳体受轴向压力的情况。与现有技术相比，增加了卸载机构用于模拟燃烧室壳体受轴向压力的情况，使水压试验在考核燃烧室壳体承受内压工况的同时能够考核燃烧室壳体承受轴向载荷的工况，去掉了考核燃烧室壳体承受轴向载荷的专项试验，使得研制周期缩短；改变传统水压试验方式无法模拟发动机喷管对壳体内压的卸载作用，过严考核而出现燃烧室壳体失效的情况。

技术研发人员：余明敏;周睿;高列义;陈文杰
受保护的技术使用者：湖北航天技术研究院总体设计所
技术研发日：2017.05.03
技术公布日：2017.07.25