本发明涉及燃烧测试，特别是涉及一种双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置及方法。
背景技术：
1、着火延迟期是评估双组元推进剂使用性能的一项重要指标，火箭在发射过程中，随着高度的上升，环境压力与温度会发生变化，同时在某些特殊应用场景下，双组元推进剂会经历高于标准大气压的状态，这会导致双组元推进剂着火延迟期发生改变，严重影响其使用性能。随着压力与温度的变化，双组元推进剂燃烧特性会发生变化，同样严重影响其使用性能。
2、目前对双组元推进剂着火延迟期的测试方法为点滴法，该方法将一种推进剂滴入另外一种推进剂中，通过高速摄像拍摄撞击到着火过程，通过图像判断着火延迟期，但是该方法无法模拟双组元推进剂在实际火箭发动机中流动状态的撞击燃烧，也无法获取不同压力下数据，同时对于温度的控制也不准确，现有燃烧反应条件测试方法也无法测试流动互击状态下的反应条件。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，模拟双组元推进剂在实际火箭发动机中流动状态的撞击燃烧，提高着火延迟期和燃烧条件测试的准确性。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明提供一种双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，包括保温仓、抽真空组件、燃烧室、固定板和两个注射单元，所述抽真空组件用于对所述燃烧室抽真空，所述燃烧室、所述固定板和两个所述注射单元都设置在所述保温仓内，一个所述注射单元用于向所述燃烧室内注入氧化剂、另一个所述注射单元用于向所述燃烧室内注入燃料；所述燃烧室上设置有观察窗、温度传感器和高频压力传感器；
4、所述注射单元包括储料容器、注射直管、推进机构、泄压机构和防漏机构，所述储料容器和所述注射直管都固设在所述固定板上，且所述注射直管通过第一连接管与所述储料容器的出料口连通；所述推进机构包括部分插设在所述注射直管中的推杆和用于驱动所述推杆相对所述注射直管滑动的第一驱动机构，所述推杆能够遮挡所述第一连接管与所述注射直管的连接口；所述泄压机构包括内管、外管、滑块和固定块，所述内管一端与所述注射直管远离所述推杆的一端连通，所述外管滑动套设在所述内管上，且所述外管远离所述内管的一端通过金属软管与所述燃烧室连通；所述固定块固设在所述固定板上，所述外管与所述滑块固连，且所述滑块与所述固定块滑动配合；所述防漏机构包括挡板和第二驱动机构，所述挡板与所述内管远离所述注射直管的一端持平，所述第二驱动机构用于驱动所述挡板沿所述内管的径向移动；所述挡板用于在所述外管从所述内管上脱落后遮挡所述内管远离所述注射直管的一端。
5、优选的，所述抽真空组件包括真空仓和真空泵，所述真空仓与所述燃烧室通过管路连接，所述真空泵的抽吸口与所述真空仓通过管路连接；所述真空泵与所述真空仓之间的管路上设置有电磁阀。
6、优选的，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、第一齿轮和第一齿条，所述第一齿条一端与所述推杆远离所述注射直管的一端固连，且所述第一齿条与所述推杆同轴，所述第一齿轮与所述第一驱动电机的输出轴固连并与所述第一齿条啮合，所述第一驱动电机采用刹车电机。
7、优选的，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、第二齿轮、第二齿条和导块，所述导块固设在所述固定块上，且所述挡板与所述导块滑动配合，所述第二齿条与所述挡板固连，所述第二齿轮固设在所述第二驱动电机的输出轴上且与所述第二齿条啮合。
8、优选的，所述泄压机构还包括用于驱动所述滑块相对所述固定块滑动的第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第三驱动电机、第三齿轮和第三齿条，所述第三齿条与所述滑块固连，且所述滑块相对所述固定块滑动的方向与所述第三齿条的长度方向相同，所述第三齿轮固设在所述第三驱动电机的输出轴上且与所述第三齿条啮合。
9、优选的，所述注射单元还包括氮气罐，所述氮气罐通过第二连接管与所述注射直管连通，所述第二连接管上设置有电磁阀。
10、优选的，所述注射直管靠近所述内管的一端设置有电磁阀。
11、优选的，所述第一连接管上设置有压力传感器。
12、本发明还提高一种双组元推进剂着火延迟期测试方法，基于上述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，包括以下步骤：
13、s1、对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆在所述注射直管中滑动，使得所述推杆遮挡所述第一连接管与所述注射直管的连接口；
14、s2、在一个所述注射单元的所述储料容器中装入燃料，在另一个所述注射单元的所述储料容器中装入氧化剂；
15、s3、将所述保温仓温度调整至所需实验温度，然后保持恒温1h；
16、s4、对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆在所述注射直管中滑动，使得所述推杆不再遮挡所述第一连接管与所述注射直管的连接口；
17、s5、根据测试时燃料流量和氧化剂流量的需求值，设置所述推杆的移动速度；
18、s6、通过所述抽真空组件对所述燃烧室进行抽真空；
19、s7、待所述燃烧室的真空度达到需求值后，对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆朝所述内管移动，将所述氧化剂和所述燃料分别注入所述燃烧室中；
20、s8、利用高速摄像机通过所述观察窗记录所述燃料与所述氧化剂从相撞到发生着火的时间差，所述时间差即为测试条件下双组元液体推进剂的着火延迟期；
21、当所述燃烧室内发生剧烈的爆炸反应时，所述外管从所述内管上脱离，实现安全泄压，同时对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第二驱动机构驱动所述挡板移动，使得所述挡板遮挡所述内管远离所述注射直管的一端。
22、本发明还提高一种双组元推进剂燃烧条件测试方法，基于上述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，包括以下步骤：
23、s1、对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆在所述注射直管中滑动，使得所述推杆遮挡所述第一连接管与所述注射直管的连接口；
24、s2、在一个所述注射单元的所述储料容器中装入燃料，在另一个所述注射单元的所述储料容器中装入氧化剂；
25、s3、将所述保温仓温度调整至所需实验温度，然后保持恒温1h；
26、s4、对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆在所述注射直管中滑动，使得所述推杆不再遮挡所述第一连接管与所述注射直管的连接口；
27、s5、根据测试时燃料流量和氧化剂流量的需求值，设置所述推杆的移动速度；
28、s6、通过所述抽真空组件对所述燃烧室进行抽真空；
29、s7、待所述燃烧室的真空度达到需求值后，对两个所述注射单元分别进行下列操作：通过所述第一驱动机构驱动所述推杆朝所述内管移动，将所述氧化剂和所述燃料分别注入所述燃烧室中；
30、s8、利用高速摄像机通过所述观察窗记录所述燃料与所述氧化剂相接触后是否产生明火，通过所温度传感器和所述高频压力传感器记录所述燃料与所述氧化剂相接触后的反应剧烈程度；
31、在不同的保温仓温度、不同的燃烧室真空度和双组元流量条件下分别进行步骤s1-s8，以得到双组元液体推进剂接触燃烧反应条件。
32、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
33、本发明的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置及方法通过一个注射单元向燃烧室中注入氧化剂、通过另一个注射单元向燃烧室中注入燃料，能够模拟双组元推进剂在实际火箭发动机中流动状态的撞击燃烧，提高了着火延迟期和燃烧条件测试的准确性。
34、进一步的，本发明的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置中在每个注射单元中都设置有泄压机构，当燃烧室中发生燃烧和剧烈爆炸的时候，泄压机构中的外管能够自动从内管上脱离，进而能够通过脱离后的外管进行泄压，提高了测试过程的安全性。
35、进一步的，本发明在测试过程中，当泄压机构中的外管与内管分离后，能够通过挡板遮挡内管原理注射直管的一端，阻止注射直管内的氧化剂和燃料的流出，可有效避免事故发生。
36、进一步的，本发明中能够通过对第一驱动机构中的第一驱动电机的转速进行设置，从而设定注入氧化剂和燃料的流量，能够对不同流量下双组元液体推进剂着火延迟期及燃烧反应条件进行测试。
37、进一步的，本发明中可以通过改变储料容器中氧化剂和燃料的压力，来对不同压力下双组元液体推进剂着火延迟期及燃烧反应条件进行测试。
38、进一步的，本发明可以通过改变保温仓的温度，来对不同温度下双组元液体推进剂着火延迟期及燃烧反应条件进行测试。
39、进一步的，本发明可以通过改变储料容器中氧化剂和燃料的相态，来对不同相态下双组元液体推进剂着火延迟期及燃烧反应条件进行测试。
40、进一步的，本发明在燃烧室两侧进行开玻璃视窗（即设置观察窗），实现了燃烧室的可视化，可对燃烧室内推进剂的喷注、雾化、撞击、燃烧过程进行高速摄像记录，以图形可视化的方式获得着火延迟期、燃烧反应条件，相对于其他测试推导手段更具说服力。
1.一种双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：包括保温仓、抽真空组件、燃烧室、固定板和两个注射单元，所述抽真空组件用于对所述燃烧室抽真空，所述燃烧室、所述固定板和两个所述注射单元都设置在所述保温仓内，一个所述注射单元用于向所述燃烧室内注入氧化剂、另一个所述注射单元用于向所述燃烧室内注入燃料；所述燃烧室上设置有观察窗、温度传感器和高频压力传感器；
2.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述抽真空组件包括真空仓和真空泵，所述真空仓与所述燃烧室通过管路连接，所述真空泵的抽吸口与所述真空仓通过管路连接；所述真空泵与所述真空仓之间的管路上设置有电磁阀。
3.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一驱动电机、第一齿轮和第一齿条，所述第一齿条一端与所述推杆远离所述注射直管的一端固连，且所述第一齿条与所述推杆同轴，所述第一齿轮与所述第一驱动电机的输出轴固连并与所述第一齿条啮合，所述第一驱动电机采用刹车电机。
4.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二驱动电机、第二齿轮、第二齿条和导块，所述导块固设在所述固定块上，且所述挡板与所述导块滑动配合，所述第二齿条与所述挡板固连，所述第二齿轮固设在所述第二驱动电机的输出轴上且与所述第二齿条啮合。
5.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述泄压机构还包括用于驱动所述滑块相对所述固定块滑动的第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第三驱动电机、第三齿轮和第三齿条，所述第三齿条与所述滑块固连，且所述滑块相对所述固定块滑动的方向与所述第三齿条的长度方向相同，所述第三齿轮固设在所述第三驱动电机的输出轴上且与所述第三齿条啮合。
6.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述注射单元还包括氮气罐，所述氮气罐通过第二连接管与所述注射直管连通，所述第二连接管上设置有电磁阀。
7.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述注射直管靠近所述内管的一端设置有电磁阀。
8.根据权利要求1所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，其特征在于：所述第一连接管上设置有压力传感器。
9.一种双组元推进剂着火延迟期测试方法，其特征在于：基于权利要求1-8任意一项所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，包括以下步骤：
10.一种双组元推进剂燃烧条件测试方法，其特征在于：基于权利要求1-8任意一项所述的双组元推进剂着火延迟期和燃烧条件测试装置，包括以下步骤：
