一种用于固体火箭发动机的零应力温度测试方法

本发明属于固体发动机测试领域，具体涉及一种针对固体发动机装药与壳体之间零应力温度的测试方法。

背景技术：

1、零应力温度是指推进剂药柱与发动机壳体界面处在无应力状态下的温度。准确测量这一温度对于确保火箭发动机在贮存和服役过程中的性能与安全性至关重要。在实际应用中，准确测量零应力温度的难点主要体现在以下几个方面。首先，固体推进剂的环境复杂，温度和应力的变化具有高度非线性，传统监测手段难以满足要求。其次，药柱与壳体的接触界面处的温度变化对推进剂性能影响巨大，而传统的传感器难以实现对该界面的精准监测。最后，工作环境涉及高温及易燃环境，环境严苛。

2、传统的温度监测方法在固体发动机内部难以有效捕捉药柱内部的温度分布，往往导致误判，从而可能影响发动机的可靠性。此外，现有的电学传感器在易燃易爆的环境中应用时也存在安全隐患，因此亟需一种新颖的方法来克服这些挑战。

技术实现思路

1、为此，本发明提出如下的技术方案。

2、一种用于固体火箭发动机的零应力温度测试方法，包括：

3、在固体火箭发动机壳体与推进剂药柱的界面处安装光纤传感器；

4、将安装传感器后的固体火箭发动机放入温控箱中；

5、控制温度从初始设定值逐步升高，并且每隔预定温度间隔进行保温，持续预定时间，并记录传感器的应变和温度数据；

6、当应变值降至零时，记录该温度作为零应力温度。

7、根据本发明的一个方面，在第一次测得零应力温度后，在零应力温度附近进行多次升温试验，细化温度区间，最终确定精确的零应力温度。

8、根据本发明的一个方面，所述光纤传感器采用光纤光栅传感器，能够同时测量应变与温度。

9、根据本发明的一个方面，升温的温度范围为50℃至85℃，每次升温幅度为3℃，保温时间至少为10小时，以确保应变与温度达到平衡状态。

10、根据本发明的一个方面，在不同界面位置布置多个光纤传感器，能够同时监测多个位置的应力与温度分布，提供更全面的温度场信息。

11、根据本发明的一个方面，在温控箱升温过程中，通过对比光纤温度传感器的数据与温控箱设定温度的差值，确保测量的精确性，当差值超过0.5℃时，延长保温时间以达到平衡。

12、由上可知，本发明涉及一种用于固体火箭发动机的零应力温度测试方法，主要用于确定推进剂药柱与发动机壳体界面处的零应力温度，以确保火箭发动机在贮存和服役过程中具有最佳的性能与安全性。该方法通过在药柱与壳体界面处布置光纤应变传感器和光纤温度传感器，结合温控箱实现精确的应力和温度监测。本发明通过光纤光栅技术提高测量的安全性，避免了传统电学传感器在易燃易爆环境中的风险。此外，采用多点布置传感器，能够捕捉多个位置的应变与温度变化情况，提升测试精度。

13、本发明适用于固体火箭发动机的推进剂温度和应力监测，同时可应用于航空航天及其他高温、腐蚀性强的环境中，具有广泛的应用前景。

14、本发明的零应力温度测量方法具有重要的技术意义和应用价值。首先，准确测量零应力温度能确保推进剂在贮存和服役过程中保持最佳性能，从而降低发射时的风险，保障航天器的安全与可靠性。其次，该技术的创新性为固体火箭发动机的性能优化提供了科学依据，帮助工程师更好地理解推进剂在不同环境条件下的表现。此外，由于该方法可适用于其他高温、腐蚀性强的环境，其潜在应用范围广泛，能够推动航空航天及其他相关领域的技术进步。

15、本发明的其他特征和优点将在下文描述。

1.一种用于固体火箭发动机的零应力温度测试方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于：所述光纤传感器采用光纤光栅传感器，能够同时测量应变与温度。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：升温的温度范围为50℃至85℃，每次升温幅度为3℃，保温时间至少为10小时，以确保应变与温度达到平衡状态。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在不同界面位置布置多个光纤传感器，能够同时监测多个位置的应力与温度分布，提供更全面的温度场信息。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：在温控箱升温过程中，通过对比光纤温度传感器的数据与温控箱设定温度的差值，确保测量的精确性，当差值超过0.5℃时，延长保温时间以达到平衡。