一種復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種加速試驗(yàn)裝置，尤其設(shè)及一種用于復(fù)合固體推進(jìn)劑的自然加速試 驗(yàn)裝置。本發(fā)明還設(shè)及一種復(fù)合固體推進(jìn)劑的自然加速試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合固體推進(jìn)劑是W高分子為基體的含能復(fù)合材料，其具有特定性能，是固體火 箭發(fā)動機(jī)的能源，其組成物質(zhì)在發(fā)動機(jī)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而釋放能量，利用其反應(yīng)產(chǎn)物使發(fā) 動機(jī)產(chǎn)生一定的推力。復(fù)合固體推進(jìn)劑在膽存過程中，由于受到復(fù)雜物理、化學(xué)等因素的綜 合作用，粘合劑高聚物可能會發(fā)生后固化、氧化交聯(lián)、斷鏈等反應(yīng)，其性能逐漸發(fā)生變化而 達(dá)不到使用指標(biāo)要求，即失去使用價(jià)值，因此它是限制發(fā)動機(jī)膽存壽命的關(guān)鍵材料和薄弱 環(huán)節(jié)。由于復(fù)合固體推進(jìn)劑具有更換困難、維修困難且維修費(fèi)用高的特點(diǎn)，一旦發(fā)生開裂、 變形等失效便可導(dǎo)致導(dǎo)彈發(fā)射失敗。因此必須掌握復(fù)合固體推進(jìn)劑性能變化信息，為合理 評估導(dǎo)彈膽存壽命提供重要的評判依據(jù)。
[0003] 目前國內(nèi)外主要采用兩種試驗(yàn)方法來獲得復(fù)合固體推進(jìn)劑性能變化規(guī)律：庫房膽 存試樣試驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法。庫房膽存試樣試驗(yàn)方法雖然能獲得較為真實(shí)、可 靠的試驗(yàn)結(jié)果，但試驗(yàn)費(fèi)用高、周期長，難W滿足研制、試驗(yàn)和快速評價(jià)的要求。實(shí)驗(yàn)室加速 試驗(yàn)方法雖然具有試驗(yàn)周期短，重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)，但由于加速試驗(yàn)條件和實(shí)際膽存環(huán)境載 荷有差異，比如導(dǎo)彈在陸地庫房和軍艦艙室內(nèi)存放，W及在戶外戰(zhàn)備值班時(shí)，會經(jīng)歷嚴(yán)酷的 晝夜溫差變化，晴天、陰天、雨天的日間溫差變化，W及春夏秋冬的季節(jié)溫差變化，使復(fù)合固 體推進(jìn)劑反復(fù)膨脹和收縮，出現(xiàn)裂紋、脆變、汗析、晶析等現(xiàn)象，力學(xué)性能迅速下降，然而實(shí) 驗(yàn)室加速試驗(yàn)條件無法準(zhǔn)確模擬運(yùn)些溫差沖擊效應(yīng)，導(dǎo)致加速試驗(yàn)外推結(jié)果與實(shí)際膽存性 能變化結(jié)果的一致性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置，能模擬并強(qiáng)化環(huán) 境溫度對復(fù)合固體推進(jìn)劑的交變作用，加速復(fù)合固體推進(jìn)劑的熱老化過程，真實(shí)、快速地反 映復(fù)合固體推進(jìn)劑的膽存性能變化規(guī)律。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供利用上述裝置進(jìn)行復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn) 的方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置，包括矩形 試驗(yàn)箱，試驗(yàn)箱包括箱體和箱蓋，箱體一側(cè)設(shè)有強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)，箱體外部設(shè)有溫濕度控 制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，箱體內(nèi)設(shè)有試樣架。本發(fā)明復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置可放置 于熱帶海洋大氣環(huán)境的戶外，且W當(dāng)?shù)鼐喍冉莾A斜放置，W達(dá)到最好的吸熱效果，實(shí)現(xiàn)模擬 并強(qiáng)化太陽福射熱效應(yīng)和晝夜溫差沖擊效應(yīng)，保持環(huán)境溫度日夜溫差循環(huán)、季節(jié)溫差循環(huán)， 從而真實(shí)、準(zhǔn)確、快速地獲得復(fù)合固體推進(jìn)劑力學(xué)性能的變化規(guī)律。
[0007] 上述強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)包括設(shè)置在箱體側(cè)壁上的百葉窗和回風(fēng)孔，該側(cè)壁外的腔 體內(nèi)設(shè)有軸流風(fēng)扇和電機(jī)，箱體底部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。
[0008] 當(dāng)箱體內(nèi)各點(diǎn)溫度均勻性達(dá)到或超過設(shè)定溫度時(shí)，箱體內(nèi)部空氣內(nèi)循環(huán)通風(fēng)散 熱，即電機(jī)工作，帶動離屯、風(fēng)葉轉(zhuǎn)動產(chǎn)生風(fēng)量，通過百葉窗出風(fēng)，由百葉窗下的回風(fēng)孔回風(fēng)， 此時(shí)進(jìn)風(fēng)口和軸流風(fēng)扇關(guān)閉；當(dāng)箱體1上限溫度到達(dá)或超過設(shè)定的最高溫度時(shí)，箱體外循 環(huán)通風(fēng)降溫，即軸流風(fēng)扇工作，強(qiáng)制從進(jìn)風(fēng)口吸入外界空氣，并通過軸流風(fēng)扇散熱，實(shí)現(xiàn)箱 體內(nèi)降溫。
[0009] 溫濕度控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括溫濕度傳感器和數(shù)據(jù)采集與通訊控制器，溫濕度 傳感器從箱體底部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入箱體內(nèi)并置于試樣架中部。溫濕度傳感器用于記錄試驗(yàn)箱 內(nèi)的空氣的溫度、濕度變化，數(shù)據(jù)采集與通訊控制器通過控制強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)的電機(jī)及 軸流風(fēng)扇工作狀態(tài)調(diào)節(jié)箱體內(nèi)溫度。
[0010] 為了達(dá)到更好的保溫效果和吸熱效果，保溫層設(shè)置在箱體的Ξ個(gè)側(cè)壁上，箱體內(nèi) 表面噴涂有黑色氣樹脂油漆，箱體外表面噴涂太陽能選擇性吸熱涂料。
[0011] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，利用上述的裝置進(jìn)行復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加 速試驗(yàn)的方法，包括如下步驟：
[0012] 1)將試驗(yàn)箱傾斜放置于熱帶海洋大氣環(huán)境的戶外，所述傾斜的角度為當(dāng)?shù)鼐喍?角，并將箱體接地；
[0013] 2)將密封的復(fù)合固體推進(jìn)劑試樣放入試驗(yàn)箱內(nèi)的試樣架上，設(shè)定最高溫度及闊 值；
[0014] 3)開啟溫濕度控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄試驗(yàn)箱內(nèi)部空氣的溫度、濕度變化，控制 箱體內(nèi)的溫度；打開強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)控制箱體內(nèi)溫度的變化；
[001引 4)出料。
[0016] 上述步驟3)中，溫濕度傳感器用于記錄試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣的溫度、濕度變化，數(shù)據(jù) 采集與通訊控制器通過控制強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)的電機(jī)及軸流風(fēng)扇工作狀態(tài)調(diào)節(jié)箱體內(nèi)溫 度；當(dāng)箱體內(nèi)各點(diǎn)溫度均勻性達(dá)到或超過設(shè)定的溫差范圍時(shí)，箱體內(nèi)部空氣內(nèi)循環(huán)通風(fēng)散 熱，即電機(jī)工作，帶動離屯、風(fēng)葉轉(zhuǎn)動產(chǎn)生風(fēng)量，通過百葉窗出風(fēng)，由百葉窗下的回風(fēng)孔回風(fēng)， 此時(shí)進(jìn)風(fēng)口和軸流風(fēng)扇關(guān)閉；當(dāng)箱體上限溫度到達(dá)或超過設(shè)定的最高溫度時(shí)，箱體外循環(huán) 通風(fēng)降溫，即軸流風(fēng)扇工作，強(qiáng)制從進(jìn)風(fēng)口吸入外界空氣，并通過軸流風(fēng)扇散熱，實(shí)現(xiàn)箱體 內(nèi)降溫。
[0017] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0018] 1、本發(fā)明復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置能模擬并強(qiáng)化太陽福射熱效應(yīng)和晝 夜溫差沖擊效應(yīng)，并保持環(huán)境溫度日夜溫差循環(huán)、季節(jié)溫差循環(huán)的特點(diǎn)，有助于真實(shí)、準(zhǔn)確、 快速地獲得復(fù)合固體推進(jìn)劑力學(xué)性能的變化規(guī)律。
[0019] 2、本發(fā)明復(fù)合推進(jìn)劑加速試驗(yàn)方法簡單易行，且加速倍率高，模擬性強(qiáng)，試驗(yàn)結(jié) 果準(zhǔn)確可靠。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為圖1的后視圖；
[002引圖3為圖1的仰視圖。
[0023] 圖中，1.箱體，2.箱蓋，3.強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)，3-1.百葉窗，4.溫濕度控制與數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)，5.試樣架。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例，一種復(fù)合固體推進(jìn)劑自然加速試驗(yàn)裝置，包括長方形的試驗(yàn)箱，試驗(yàn)箱包 括箱體1和箱蓋2,箱體1為長方體，外尺寸：深400mmX寬1780mmX高1420mm，凈尺寸：深 400mmX寬1600mmX高1300mm。箱體1骨架為SUS304不誘鋼，箱體1外殼義用1. 5mm厚 拉絲不誘鋼板，箱體1內(nèi)壁采用1. 0mm厚覆膜不誘鋼板。一個(gè)側(cè)壁設(shè)有百葉窗3-1和回風(fēng) 孔，百葉窗3-1外的腔體內(nèi)設(shè)有軸流風(fēng)扇和電機(jī)。側(cè)壁的內(nèi)壁與外殼之間填充厚度為100mm 的優(yōu)質(zhì)隔熱材料玻璃棉作為保溫層。箱體1底部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，箱體1內(nèi)距底部150mm處用 不誘鋼槽條做成柵格式，中間間隔l〇〇mm、200mm，再100mm，200mm排列作為試樣架5。箱體 內(nèi)表面全噴黑色氣樹脂油漆，外表面全噴太陽能選擇性吸熱涂料。
[00巧]溫濕度控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4位于箱體1外，由溫濕度傳感器和數(shù)據(jù)采集與通訊 控制器組成。溫濕度傳感器為霍尼韋爾溫濕度傳感器且從箱體1底部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入箱體1內(nèi) 并置于試樣架5之間，用于記錄箱體1內(nèi)部空氣的溫度、濕度變化；數(shù)據(jù)采集與通訊控制器 儲存采集的溫濕度數(shù)據(jù)并控制強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)工作狀態(tài)，保證箱體1內(nèi)溫度上限不超過 設(shè)定最高溫度、溫差不超過闊值，保持箱體內(nèi)溫度均勻性。
[0026] 強(qiáng)制通風(fēng)降溫系統(tǒng)3包括箱體1右側(cè)配備的兩個(gè)電機(jī)、軸流風(fēng)扇及百葉窗。當(dāng)箱 體1內(nèi)各點(diǎn)溫度均勻性達(dá)到或超過設(shè)定闊值時(shí)，強(qiáng)制電機(jī)工作，箱