变推力发动机高模试验真空压力测量技术研究

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1、第39卷第3期2013年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．39．№．3Jun。2013变推力发动机高模试验真空压力测量技术研究窦双庆(西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100)摘要：变推力发动机高空模拟试验中真空压力是关键参数，对于76kin高空环境试验系统，真空压力测量的准确性是判断发动机能否点火的重要依据。重点介绍了真空压力测量技术在承担76km高空环境试验中的应用，研究了试验环境下高真空计的分段测量，以及真空计的安装工艺、测量工艺和现场校准技术，实现了76km真空压力的准确测量。关键词：高模试验；真空计；真空压力测

2、量中图分类号：V416．5文献标识码：A文章编号：1672—9374f2013)03—0099—06ResearchonmeasurementtechnologyofvacuumpressureinaltitudesimulationtestofrocketenginewithvariablethrustDOUShuang-qing(Xi’anAerospacePropulsionTestTechniqueInstitute，Xi’an7101OO，China)Abstract：Thevacuumpressureisthekeyparameterinaltitud

3、esimulationtestofliquidrocketengine．Asforthetestingsystemof76kmhi【ghaltitudeenvironment，theaccuracyofvacuumpres—suremeasurementisanimportantbasisfordeterminingiftheenginecanbeignited．Themeasurementtechnologyofvacuumpressureusedinthehighaltitudeenvironmenttestof76kmisintroducedinthepap

4、er．Thesectionalizationmeasurementmethodsofvacuumgageintestingenvironment，instal．1ation，measurementprocessandcalibrationtechnologyonspotofvacuumgageareintroducedinthispaper．K聊vords：altitudesimulationtest；vacuumgage；vacuumpressuremeasurement0引言高空模拟试验是在地面条件下制造高空环境，将发动机或组合件置于此环境中，研究发动机在高空

5、环境下的实际工作性能。发动机高空模拟热试车中，真空压力是判断试验点火的重要参数，在以往开展的54km高空试验中，点火前的收稿日期：2012—11-20；修回日期：2013—03—05基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2009JY08)作者简介：窦双庆(1969一)，女，高级工程师，研究领域为液体发动机试验测控技术100火箭推进2013年6月真空度要求为40Pa，而随后承担的变推力发动机高空模拟试验中，要求点火高度76km，对应的真空度为2．2Pa，原有的真空压力计已无法全程监测真空压力的变化过程，同时从提升试验系统的综合能力来看，有必要开展高真空度下压力测量

6、的技术研究。1传感器安装技术1．1真空计的选择76km高空模拟试验环境对应的真空压力下限是2．2Pa，这个范围的真空测量通常是采用两个或两个以上不同原理的真空计来满足实际测量的需要，从常规大气压到2Pa真空度选用了电阻真空计和电容薄膜真空计。电阻真空计是利用压强与弹性金属丝阻值的关系测量真空，电容薄膜真空计是利用压强与金属薄膜之问电容量的变化测量真空，适宜在腐蚀性气体环境中重复使用。近代真空技术提供了多种真空压力测量方法，最高可以测量到10～14Pa的压力，但是任何一种方法都有一定的测量范围，没有哪一种可以覆盖从大气压至10～14Pa的压力。在发动机高空模拟试验中

7、，选择适合量程的真空计可以使测量区域相互衔接，更好地监测真空变化过程。型号发动机试验系统中选择了100kPa，1kPa和200Pa量程的真空计，100kPa真空计监测抽吸过程中大气压至2kPa左右压力变化过程，1kPa真空计主要监测抽吸过程的真空压力，200Pa真空计主要监测点火前和点火过程中的高真空压力。这样分段测量，可保证各区间内真空压力测量数据的准确性。3种类型的测量传感器在现场校准时，按实际测量区间范围进行校准。1．2传感器安装工艺真空压力传感器用于被测点压力测量，多数通过接管嘴或引压管安装，引压管工艺接口的设计对测量结果有很大影响，包括引压管的开L1面与

8、气流方向对