一种多通道同步点火测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种多通道同步点火测试系统。
【背景技术】
[0002]航空发动机和冲压发动机的飞行高度和速度逐步提高，燃烧室处于高空、高速、低压、低温环境，点火燃烧条件非常恶劣，易出现低压点火困难、燃烧稳定性差、燃烧效率下降等问题，特别是脉冲爆震发动机，要求点火方式具有快速点火，强化燃烧及快速触发爆震波的能力。为此，需要提出能够有效比较不同点火方式的实验方法和系统，能够选出最优的点火技术，从而加快相应点火技术的开发和具体应用。
[0003]实现多次点火的点火方式主要有火花塞、激光诱导火花、等离子体，它们都是使未燃混气，产生初始自由基，引发链式反应，达到点火的目的。火花塞点火则是一种广泛应用、比较可靠的点火，是在点火的瞬间，放电电弧直接击穿可燃混气，产生热等离子体，通过升高局部小区域的燃气温度，使可燃混气分子受热、分解，形成活性基团，实现点燃混气的过程。激光诱导火花点火则需要聚焦高能激光脉冲，两者都属于小体积点火方式，属热点火，点火效率低。当燃烧工况非常恶劣时，其适用性和可靠性就存在缺陷，从而会导致点火困难或点火不成功。低温等离子体点火和燃烧强化是等离子体技术的一种新的应用途径，其具有实现稀薄混合气可靠、高效点火和快速燃烧的潜力，该技术已经引起世界各国的广泛关注。交流驱动的介质阻挡放电是产生低温等离子的主要方式，能够在一定的压力下产生体积大、能量密度高的低温等离子体，从而提高点火和燃烧稳定性，极大地缩短了着火延迟时间和改善着火极限。
[0004]航空发动机加力燃烧室和冲压发动机燃烧室的进口压力低，特别是高空低压下，压力可低至0.04-0.05MPa，不仅着火的速度-压力边界急剧缩小，而且着火的空气燃油比边界也急剧缩小，从而造成点火困难、燃烧不稳定。为保证发动机在各种极端条件下的可靠点火，必须克服火花塞在高空低压下存在点火困难这一缺陷，希望发展一种先进的点火技术。脉冲爆震发动机(简称TOE)是未来航空航天领域一种新型的动力装置，由于目前在爆震理论、关键技术、样机研制等研究方面还存在很多困难，研究成果还没有达到理想预期及工程应用程度，而点火方式成为其发展的关键技术之一。采用低温等离子体作为成功有效的点火方式，可在爆震管头部一定长度内、在整个截面同时实现大体积点火与燃烧，提高点火性能，缩短点火延迟时间，加快爆震波的形成，提高PDE性能和工作频率。
[0005]目前，国内外对于现有的点火方式，还没有从完全定量的角度去验证点火方式优越性。而比较通用的方式是，在保证实验条件和工况尽可能相同的条件下开展实验，单独测试某种点火方式性能参数，再与其它点火方式比较，这种方法由于不在同一时刻进行点火和测量数据实验，很难保证实验条件和混气参数的完全一致，因此，现有的方法只能在一定程度上区分点火方式的好坏，还不能做到真正意义上的对比。
【发明内容】
[0006]本发明需要解决的技术问题是如何保证实验工况、混气参数相同的条件下，在同一时刻触发不同点火方式、成像系统、数据采集系统，从而精确比较不同点火方式的优劣，及相同点火方式不同结构点火性能的差异，为优选点火技术设备提供最佳实验技术，从而保证发动机使用的点火系统性能高效、安全可靠。
[0007]为了解决以上技术问题，本发明公开了一种多通道同步点火测试系统，包括点火控制系统、至少2个点火系统、至少2个燃烧室、成像系统、数据采集系统、配气及循环系统和测试仪表；点火控制系统分别与点火系统、数据采集系统、成像系统连接；不同点火系统安装在结构相同的不同燃烧室上；配气及循环系统与燃烧室连接，并保证各燃烧室混气参数相同；成像系统安装在燃烧室玻璃窗对面，用于拍摄燃烧室内火焰发展历程；数据采集系统与安装在燃烧室上的测试仪表连接，用于采集燃烧室内燃烧参数；燃烧室开有玻璃窗。
[0008]进一步，作为一种优选，所述点火控制系统通过总开关，同步触发不同点火系统、成像系统、数据采集系统，使点火、成像和数据采集在同一时刻开始进行。
[0009]进一步，作为一种优选，所述配气及循环系统具体由阀门、循环栗、真空表、真空栗组成。
[0010]进一步，作为一种优选，所述点火系统共有3个，分别为第一点火系统、第二点火系统和第三点火系统，燃烧室共有3个，分别为第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，第一点火系统、第二点火系统和第三点火系统分别和第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室连接。
[0011]进一步，作为一种优选，不同燃烧室的结构完全相同，配制的燃烧室内混气完全相同。
[0012]进一步，作为一种优选，数据采集系统同时采集不同燃烧室内的燃烧参数，并且采集参数信号、数量、位置和特性完全相同。
[0013]进一步，作为一种优选，所述配气及循环系统具体由阀门、循环栗、真空表、真空栗组成。
[0014]进一步，作为一种优选，所述配气及循环系统将不同燃烧室构成气体流动的串联系统，使填充系统内的燃料和氧化剂经过循环掺混均匀，保证不同燃烧室内混气参数完全相同。
[0015]进一步，作为一种优选，所述配气及循环系统通过关闭与燃烧室连接的阀门，保证不同燃烧室内点火和燃烧处于独立过程，不相互干扰。
[0016]进一步，作为一种优选，所述燃烧室头部区域开有混气进口，所述配气及循环系统将相同混气参数的气源与混气进口相连。
[0017]本发明和现有技术相比所具有的有益效果:
[0018]本发明通过保证实验工况、混气参数相同的条件下，在同一时刻触发不同点火方式、成像系统、数据采集系统，能够精确比较不同点火方式的优劣，及相同点火方式不同结构点火性能的差异，为优选点火技术设备提供最佳实验技术，从而保证发动机使用的点火系统性能高效、安全可靠。
【附图说明】
[0019]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中:
[0020]图1为混气静止状态下多通道同步点火测试系统实施例流程图；
[0021]图2为流动混气条件下多通道同步点火测试系统实施例流程图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1-2对本发明的实施例进行说明。
[0023]为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0024]图1是静态混气点火实验系统示意图，其中，包括点火控制系统1、数据采集系统2、点火系统3、点火系统4、点火系统5、成像系统6、燃烧室7、燃烧室8、燃烧室9、阀门1、阀门11、阀门12、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、循环栗17、阀门18、真空表19、阀门20、真空栗21、阀门22、阀门23、阀门24、阀门25。
[0025]所述的点火控制系统I是指控制数据采集系统2、点火系统3、点火系统4、点火系统5、成像系统6同时工作的控制装置，其上设有点火系统3、点火系统4、点火系统5、成像系统6的开关和总开关，在触发总开关前，各路系统处于待机状态，触发总开关后，各路系统同时工作；所述的数据采集系统2是指按点火控制系统I的指令采集燃烧室燃烧参数，相应的测试仪表与燃烧室连接；所述的点火系统3、点火系统4、点火系统5是指电源或源设备，其按点火控制系统I的指令使点火系统点火，点火系统安装在燃烧室相应位置；所述的成像系统6是指高速摄影仪或PLIF火焰测试仪或红外测温仪等，其按点火控制系统I的指令测量火焰图像或温度等；所述的燃烧室7、燃烧室8、燃烧室9是指结构完全相同的燃烧腔室，壁面开有透明玻璃窗，燃烧室内充满参数相同的可燃混气；所述的阀门10、阀门11、阀门12、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、阀门18、阀门20、阀门22、阀门23、阀门24、阀门25是指连接管路的阀门，阀门22用于填充空气，阀门23用于填充纯氧，阀门24、阀门25用于填充气体燃料；所述的循环栗17是指使燃烧系统内燃料气和空气或氧化剂流动，掺混均匀的动力栗；所述的真空表21是指测试燃烧室气体压力的仪表，按一定的混气配比，填充一定压力气体燃料