基于膏体燃烧试验的测控系统设计(2)
Keywords Paste Rocket engine Combustion test Temperature Pressure
Measurement and control system Control valve
目 次
1 引言 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 本文的任务 3
2 系统概述 4
2.1 点火控制模块的功能和实现方法 4
2.2 推进剂的供给控制 4
2.3 温度控制模块 5
2.4 安全装置 6
3 点火控制模块 7
3.1 时间继电器的功能与选型 7
3.2 机械继电器的功能与选型 7
3.3 压力传感器的原理与选型 8
3.4 点火控制模块 10
4 推进剂供给系统 12
4.1 推进剂供给系统的组成 12
4.2 推进剂供给系统各部分的功能 12
4.3 推进剂供给系统的工作过程 13
5 温度控制系统 14
5.1 热电偶的测温与选型 14
5.2 温度控制电路 14
5.3 温度控制模块的连接 18
6 热电偶控制模块 19
6.1 固态继电器的功能 19
6.2 热电偶控制模块的工作原理 19
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
附录A 25
附录B 26
1 引言
1.1 选题背景及意义
现在的航空器和航天器所使用的推进动力装置主要是以化学推进剂为能源的火箭发动机，有固体推进剂火箭发动机和液体推进剂火箭发动机[1]。
对于液体推进剂火箭发动机，由于推进剂为液体，需要专门的液体推进剂储箱、高压气瓶、管道和阀门等来贮存、输送液体状态的推进剂，因而其结构非常复杂，而且液体推进剂要现场装载（如航天运载火箭要在发射前的一段时间内才装在液体燃料和氧化剂），故液体推进剂的火箭发动机不适用于有快速反应的任务需求的场合；然而，另一方面，液体推进剂火箭发动机有非常良好的可控制性能。我们可以实现对液体推进剂火箭发动机的推力大小的控制和推力方向的控制，并且能够根据需要实现发动机的多次关机-启动的要求。由于液体推进剂火箭发动机的以上等特点，现在一般只用于运载火箭等大型运载器的火箭发动机上。这类发动机对可控性有非常高的要求，而系统的复杂性往往是次要的方面。
相比之下，固体推进剂火箭发动机的推进剂为固体，可长期储存，因而可随时处于待发射状态（如现在的导弹都趋向于采用固体推进剂火箭发动机，很大程度上就是因为这个原因）。它不需要高压气瓶和特殊的推进剂储箱和相应的输送设备等，因而其结构非常简单，可靠性也高；然而，这也使得固体推进剂火箭发动机有许多不足之处。由于推进剂为固体，固体推进剂的诸多特性决定了固体推进剂火箭发动机很难进行推力矢量控制（推力的大小和方向）；同时也很难像液体推进剂火箭发动机那样可以实现多次的关机-启动过程。这表明固体推进剂火箭发动机的可操控性很差，这就很大程度上限制了固体推进剂火箭发动机的应用。基于以上原因，现在的固体推进剂火箭发动机主要应用于无控火箭弹等对可控制性能要求不高的场合。
除此之外，人民还设想了一种固液混合型火箭发动机，它以固体燃料+液体氧化剂或固体氧化剂+液体燃料作为推进剂，但它只是少用了一套液体供给和输送系统，因而其结构仍然非常复杂，且不易实现，在实际中很少应用。