目前,隨著可重復(fù)使用航天器的發(fā)展,可重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的呼聲越來(lái)越高,而第三流體冷卻循環(huán)由于對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及可重復(fù)性使用的巨大促進(jìn)作用也越來(lái)越引人關(guān)注。因此航空航天技術(shù)是國(guó)家綜合實(shí)力的重要象征,航天技術(shù)中舉足輕重的火箭技術(shù)的發(fā)展水平與整個(gè)航天領(lǐng)域和國(guó)家綜合實(shí)力的進(jìn)展有著密切關(guān)系,而火箭核心裝置中的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展水平更是直接影響著航天技術(shù)的發(fā)展。
液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要由推力室、渦輪泵、燃?xì)獍l(fā)生器(或預(yù)燃室)、火藥啟動(dòng)器和各種閥門(mén)、調(diào)節(jié)器、管路等組成。推進(jìn)劑在推力室內(nèi)的燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程非常復(fù)雜,因此對(duì)推力室內(nèi)工作過(guò)程的分析非常困難。另外,在推力室的研制過(guò)程中必須解決燃燒的不穩(wěn)定性問(wèn)題。拉瓦爾式噴管是推力室的重要組成部分,噴管內(nèi)型面的設(shè)計(jì)要在盡可能小的尺寸和結(jié)構(gòu)重量下,使噴管內(nèi)高溫,高壓燃?xì)獾牧鲃?dòng)過(guò)程接近于理想過(guò)程,能量損失較少而效率高。因此,對(duì)噴管構(gòu)型的研究、流場(chǎng)性能的分析以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新是推力室設(shè)計(jì)研制的重要課題。
混合比是指發(fā)動(dòng)機(jī)氧化劑質(zhì)量流量與燃燒劑質(zhì)量流量之比。混合比是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)實(shí)際測(cè)量得到的,而混合比偏差則是通過(guò)對(duì)狀態(tài)一樣的發(fā)動(dòng)機(jī)多次性能試車(chē)獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析得到的?;旌媳绕畲?,運(yùn)載火箭所裝推進(jìn)劑的安全余量要留得多,這將直接影響運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力。因此,減小發(fā)動(dòng)機(jī)的混合比偏差也是提高運(yùn)載火箭運(yùn)載能力的有效途徑之一。另一方面液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)地面性試驗(yàn)中,須準(zhǔn)確控制氣體流量,但經(jīng)常會(huì)遇到氣體流量較小,超出現(xiàn)有流量計(jì)量方法,音速節(jié)流孔板是測(cè)量流體流量和控制流體的一種方法,廣泛應(yīng)用于大流量氣體測(cè)量,它基于臨界流量原理,即在來(lái)流的制止壓力和制止溫度一定是流量可達(dá)到臨界流量;
液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由于用途不同,其推進(jìn)劑流量從軌姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的每秒毫克級(jí)到主動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的每秒上千千克,推進(jìn)劑種類(lèi)有液體(低溫、常溫、有毒)、凝膠、氣體等,流量測(cè)量傳感器大多處于高溫(低溫)、振動(dòng)、腐蝕等惡劣環(huán)境條件下。所以,為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)流量參數(shù)的準(zhǔn)確性工釆網(wǎng)推薦一種適用于小流量的火箭液體發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體質(zhì)量流量傳感器FS4001。FS4001質(zhì)量流量傳感器使用siargo專(zhuān)有的MEMS流量傳感器與封裝技術(shù)。該傳感器的測(cè)量范圍是0~ 30 sccm到0 ~ 1000 sccm。每個(gè)模型的較大流量是通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的封裝,以及智能電子產(chǎn)品,以便達(dá)到適宜的靈敏度。該包裝盒是由化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定的聚碳酸酯材料制成的。壓力等級(jí)較高是5BAR(73 PSI),受益于siargo獨(dú)特的MEMS芯片結(jié)構(gòu)、特殊包裝技術(shù)和堅(jiān)固耐用的傳感器外殼。另外FS4001需要8 ~ 24 VDC電源提供一個(gè)模擬和/或數(shù)字用戶(hù)接口。模擬輸出是線(xiàn)性的從0.5到4.5 VDC從0到滿(mǎn)刻度流量相應(yīng)。數(shù)字輸出是通過(guò)RS232傳輸。RS232通信協(xié)議可以在本手冊(cè)中找到。由于其特殊性FS4001可用于廣泛的應(yīng)用范圍包括儀器(如氣相色譜質(zhì)譜法)、泄漏檢測(cè)、過(guò)程控制、氣體流量計(jì)量以及醫(yī)療應(yīng)用。典型的應(yīng)用就是用于小流量氣體質(zhì)量的流量測(cè)量。
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