一种复合固体推进剂自然加速试验装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种加速试验装置，尤其设及一种用于复合固体推进剂的自然加速试 验装置。本发明还设及一种复合固体推进剂的自然加速试验方法。
【背景技术】
[0002] 复合固体推进剂是W高分子为基体的含能复合材料，其具有特定性能，是固体火 箭发动机的能源，其组成物质在发动机中发生化学反应而释放能量，利用其反应产物使发 动机产生一定的推力。复合固体推进剂在胆存过程中，由于受到复杂物理、化学等因素的综 合作用，粘合剂高聚物可能会发生后固化、氧化交联、断链等反应，其性能逐渐发生变化而 达不到使用指标要求，即失去使用价值，因此它是限制发动机胆存寿命的关键材料和薄弱 环节。由于复合固体推进剂具有更换困难、维修困难且维修费用高的特点，一旦发生开裂、 变形等失效便可导致导弹发射失败。因此必须掌握复合固体推进剂性能变化信息，为合理 评估导弹胆存寿命提供重要的评判依据。
[0003] 目前国内外主要采用两种试验方法来获得复合固体推进剂性能变化规律：库房胆 存试样试验方法和实验室加速试验方法。库房胆存试样试验方法虽然能获得较为真实、可 靠的试验结果，但试验费用高、周期长，难W满足研制、试验和快速评价的要求。实验室加速 试验方法虽然具有试验周期短，重现性好的优点，但由于加速试验条件和实际胆存环境载 荷有差异，比如导弹在陆地库房和军舰舱室内存放，W及在户外战备值班时，会经历严酷的 昼夜溫差变化，晴天、阴天、雨天的日间溫差变化，W及春夏秋冬的季节溫差变化，使复合固 体推进剂反复膨胀和收缩，出现裂纹、脆变、汗析、晶析等现象，力学性能迅速下降，然而实 验室加速试验条件无法准确模拟运些溫差冲击效应，导致加速试验外推结果与实际胆存性 能变化结果的一致性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种复合固体推进剂自然加速试验装置，能模拟并强化环 境溫度对复合固体推进剂的交变作用，加速复合固体推进剂的热老化过程，真实、快速地反 映复合固体推进剂的胆存性能变化规律。
[0005] 本发明的另一个目的在于提供利用上述装置进行复合固体推进剂自然加速试验 的方法。
[0006] 本发明的目的是运样实现的，一种复合固体推进剂自然加速试验装置，包括矩形 试验箱，试验箱包括箱体和箱盖，箱体一侧设有强制通风降溫系统，箱体外部设有溫湿度控 制与数据采集系统，箱体内设有试样架。本发明复合固体推进剂自然加速试验装置可放置 于热带海洋大气环境的户外，且W当地缔度角倾斜放置，W达到最好的吸热效果，实现模拟 并强化太阳福射热效应和昼夜溫差冲击效应，保持环境溫度日夜溫差循环、季节溫差循环， 从而真实、准确、快速地获得复合固体推进剂力学性能的变化规律。
[0007] 上述强制通风降溫系统包括设置在箱体侧壁上的百叶窗和回风孔，该侧壁外的腔 体内设有轴流风扇和电机，箱体底部设有进风口。
[0008] 当箱体内各点溫度均匀性达到或超过设定溫度时，箱体内部空气内循环通风散 热，即电机工作，带动离屯、风叶转动产生风量，通过百叶窗出风，由百叶窗下的回风孔回风， 此时进风口和轴流风扇关闭；当箱体1上限溫度到达或超过设定的最高溫度时，箱体外循 环通风降溫，即轴流风扇工作，强制从进风口吸入外界空气，并通过轴流风扇散热，实现箱 体内降溫。
[0009] 溫湿度控制与数据采集系统包括溫湿度传感器和数据采集与通讯控制器，溫湿度 传感器从箱体底部的进风口进入箱体内并置于试样架中部。溫湿度传感器用于记录试验箱 内的空气的溫度、湿度变化，数据采集与通讯控制器通过控制强制通风降溫系统的电机及 轴流风扇工作状态调节箱体内溫度。
[0010] 为了达到更好的保溫效果和吸热效果，保溫层设置在箱体的Ξ个侧壁上，箱体内 表面喷涂有黑色氣树脂油漆，箱体外表面喷涂太阳能选择性吸热涂料。
[0011] 本发明的第二个目的是运样实现的，利用上述的装置进行复合固体推进剂自然加 速试验的方法，包括如下步骤：
[0012] 1)将试验箱倾斜放置于热带海洋大气环境的户外，所述倾斜的角度为当地缔度 角，并将箱体接地；
[0013] 2)将密封的复合固体推进剂试样放入试验箱内的试样架上，设定最高溫度及阔 值；
[0014] 3)开启溫湿度控制与数据采集系统记录试验箱内部空气的溫度、湿度变化，控制 箱体内的溫度；打开强制通风降溫系统控制箱体内溫度的变化；
[001引 4)出料。
[0016] 上述步骤3)中，溫湿度传感器用于记录试验箱内的空气的溫度、湿度变化，数据 采集与通讯控制器通过控制强制通风降溫系统的电机及轴流风扇工作状态调节箱体内溫 度；当箱体内各点溫度均匀性达到或超过设定的溫差范围时，箱体内部空气内循环通风散 热，即电机工作，带动离屯、风叶转动产生风量，通过百叶窗出风，由百叶窗下的回风孔回风， 此时进风口和轴流风扇关闭；当箱体上限溫度到达或超过设定的最高溫度时，箱体外循环 通风降溫，即轴流风扇工作，强制从进风口吸入外界空气，并通过轴流风扇散热，实现箱体 内降溫。
[0017] 本发明具有如下有益效果：
[0018] 1、本发明复合固体推进剂自然加速试验装置能模拟并强化太阳福射热效应和昼 夜溫差冲击效应，并保持环境溫度日夜溫差循环、季节溫差循环的特点，有助于真实、准确、 快速地获得复合固体推进剂力学性能的变化规律。
[0019] 2、本发明复合推进剂加速试验方法简单易行，且加速倍率高，模拟性强，试验结 果准确可靠。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明复合固体推进剂自然加速试验装置结构示意图；
[0021] 图2为图1的后视图；
[002引图3为图1的仰视图。
[0023] 图中，1.箱体，2.箱盖，3.强制通风降溫系统，3-1.百叶窗，4.溫湿度控制与数据 采集系统，5.试样架。
【具体实施方式】
[0024] 实施例，一种复合固体推进剂自然加速试验装置，包括长方形的试验箱，试验箱包 括箱体1和箱盖2,箱体1为长方体，外尺寸：深400mmX宽1780mmX高1420mm，净尺寸：深 400mmX宽1600mmX高1300mm。箱体1骨架为SUS304不诱钢，箱体1外壳义用1. 5mm厚 拉丝不诱钢板，箱体1内壁采用1. 0mm厚覆膜不诱钢板。一个侧壁设有百叶窗3-1和回风 孔，百叶窗3-1外的腔体内设有轴流风扇和电机。侧壁的内壁与外壳之间填充厚度为100mm 的优质隔热材料玻璃棉作为保溫层。箱体1底部设有进风口，箱体1内距底部150mm处用 不诱钢槽条做成栅格式，中间间隔l〇〇mm、200mm，再100mm，200mm排列作为试样架5。箱体 内表面全喷黑色氣树脂油漆，外表面全喷太阳能选择性吸热涂料。
[00巧]溫湿度控制与数据采集系统4位于箱体1外，由溫湿度传感器和数据采集与通讯 控制器组成。溫湿度传感器为霍尼韦尔溫湿度传感器且从箱体1底部进风口进入箱体1内 并置于试样架5之间，用于记录箱体1内部空气的溫度、湿度变化；数据采集与通讯控制器 储存采集的溫湿度数据并控制强制通风降溫系统工作状态，保证箱体1内溫度上限不超过 设定最高溫度、溫差不超过阔值，保持箱体内溫度均匀性。
[0026] 强制通风降溫系统3包括箱体1右侧配备的两个电机、轴流风扇及百叶窗。当箱 体1内各点溫度均匀性达到或超过设定阔值时，强制电机工作，箱