一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法与流程

1.本发明涉及导弹、靶机、无人机等微小型飞行器动力技术领域，尤其涉及一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法。


背景技术：

2.导弹燃油泵需满足不同飞行高度，不同飞行姿态下的性能，即保证在其规定的任何状态（如各种飞行高度、飞行姿态）下，均能保证要求流量范围内的燃油压力。导弹在高空飞行，当大气压力低于燃油饱和蒸汽压力时，溶解在燃油中的空气将析出，液态燃油会变成油蒸汽，这种现象称之为空化，严重时会出现输油管路断流、发动机停车等故障，故需要燃油泵满足高空性能的设计要求，并且通过试验验证产品的高空性能。
3.导弹燃油泵基本上为安装在油箱外的管道上，传统的燃油泵通常为安装在油箱内的浸没式安装或安装在油箱底部的浸滞式安装，所以传统的高空性能测试方法是在管路上设置真空泵，直接给试验油箱抽负压模拟高度试验，对于直接安装在油箱内部的产品，是可以比较准确的模拟到实际的高度变化工况，但对于安装在油箱外部的管道泵来讲，则直接对试验油箱抽负压，高度变化工况并未直接施加到产品上，导致测试结果与真实情况存在一定的偏差。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法，解决了现有技术中针对于安装在油箱外部的管道泵进行高空性能测试，存在测试结果与真实情况存在一定的偏差的问题。
5.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其包括真空环境试验台和设置于真空环境试验台内部的闭式试验台；真空环境试验台包括可以调节真空度的真空箱；闭式试验台包括设置于真空箱内的供油箱和测试油箱；供油箱内设置有用于控制燃油温度的热交换器，供油箱的底部设置有与测试油箱连通的供油管路，供油管路上设置有循环调节阀；测试油箱上设置有泵出油管路，泵出油管路的一端通过电动燃油泵与测试油箱连通，泵出油管路的另一端与测试油箱的顶部连通；电动燃油泵用于模拟实际的导弹燃油泵；泵出油管路上设置有流量计和流量调节阀；测试油箱上还设置有用于测试内部油温的燃油温度计；泵出油管路和测试油箱之间设置有压力测试支管，压力测试支管上设置有压差传感器。
6.本方案中的一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置的基本原理为：闭式试验台上是用于连接被测产品，即使用电动燃油泵模拟实际中的导弹燃油泵；然后将电动燃油泵以及
与电动燃油泵连接的管路一起放置于真空环境试验台中，真空环境试验台可以模拟在不同高度对应的真空度和气压；热交换器用于将燃油温度控制在不同高度对应的温度；然后对被测产品进行高空性能试验，在试验过程中对产品及产品所处的环境均施加高空压力，可以更加真实地模拟高度变化对燃油泵的影响。解决了现有技术中针对于安装在油箱外部的管道泵进行高空性能测试，存在测试结果与真实情况存在一定的偏差的问题。
7.进一步地，作为真空箱的一种具体设置方式，真空箱设置有真空表和真空管，真空管上设置有真空泵和真空度调节阀；通过真空泵和真空度调节阀实现对真空箱内真空度的调节，以便于模拟在不同高度下对应的真空度和气压。
8.进一步地，真空箱设置为开门结构，用于闭式试验台的安装和调节；真空箱的箱壁上设置有玻璃窗口，可以透过玻璃窗口闭式试验台上流量计、燃油温度计和压差传感器，便于实时记录数据。
9.进一步地，供油管路和泵出油管路均按照最小管阻布置，尽量避免较多弯头，避免出现因管路不合理布置而导致高空性能试验误差大的情况。
10.本方案还提供了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置的测试方法，其包括以下步骤：s1、试验准备：连接真空环境试验台中的管路和试验仪器仪表以及闭式试验台中的管路和试验仪器仪表，并将连接完成的闭式试验台放置于真空环境试验台中；s2、对电动燃油泵分别进行爬升模拟试验和高空起动模拟试验；爬升模拟试验：通过流量调节阀将电动燃油泵的燃油泵出流量调整至爬升模拟试验中预设燃油泵出流量；开启真空环境试验台并调节真空箱内的真空度和调节热交换器控制燃油温度，模拟导弹在不同高度下的真空度、气压和气温；启动电动燃油泵工作，通过压差传感器实时监测电动燃油泵的增压值，对电动燃油泵施加不同高度对应的真空度、气压和气温，若电动燃油泵的增压值随着模拟高度的增加而降低，则电动燃油泵不合格，若电动燃油泵的增压值不降低，则电动燃油泵合格；高空起动模拟试验：启动电动燃油泵工作，通过流量调节阀将电动燃油泵的燃油泵出流量调整至高空起动模拟试验中预设燃油泵出流量；接着关闭电动燃油泵；通过真空环境试验台和调节热交换器将真空度、气压和气温调整至试验高度对应的真空度、气压和气温，启动电动燃油泵，记录电动燃油泵到规定增压值的时间；若电动燃油泵达到规定增压值的时间大于5秒，则电动燃油泵不合格，若电动燃油泵达到规定增压值的时间小于5秒，则电动燃油泵合格；s3、爬升模拟试验和高空起动模拟试验完成后，真空环境试验台中恢复常压，拆下电动燃油泵，恢复模拟高空性能装置。
11.进一步地，在步骤s2中，每次爬升模拟试验或高空起动模拟试验后，换燃油或使用过的燃油经过24h静置后，进行下一次爬升模拟试验或高空起动模拟试验。
12.本发明的有益效果为：现有技术的导弹或者其他飞行器中，燃油泵通常采用浸没式安装、浸滞式安装或油箱外部安装，传统的高空性能测试方法是在管路上设置真空泵，直接给试验油箱抽负压模拟高度试验，对于直接安装在油箱内部的燃油泵，是可以比较准确的模拟到实际的高度变化工况；但是对于安装在油箱外部的燃油泵来说，直接对试验油箱
抽负压，高度变化工况并未直接施加油箱外部的燃油泵以及与燃油泵连接的管路上，导致测试结果与真实情况存在一定的偏差。而本发明中的一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法，是直接将整个被测产品放置于真空环境试验台中，在试验过程中对产品及产品所处的环境均施加高空压力，可以更加真实地模拟高度变化对燃油泵的影响。
附图说明
13.图1为一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置的结构示意图。
14.其中，1、真空箱；2、供油箱；3、热交换器；4、循环调节阀；5、测试油箱；6、电动燃油泵；7、泵出油管路；8、流量计；9、流量调节阀；10、压差传感器；11、真空表；12、真空度调节阀；13、燃油温度计；14、真空泵；15、燃油。
具体实施方式
15.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
16.如图1所示，本发明提供了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其包括真空环境试验台和设置于真空环境试验台内部的闭式试验台。
17.真空环境试验台包括可以调节真空度的真空箱1；具体地，真空箱1设置有真空表11和真空管，真空管上设置有真空泵14和真空度调节阀12；通过真空泵14和真空度调节阀12实现对真空箱1内真空度的调节，以便于模拟在不同高度下对应的真空度和气压。
18.真空箱1设置为开门结构，用于闭式试验台的安装和调节，具体地，在真空箱1上设置有可开关的箱门，当箱门关闭时，真空箱1为密封结构穿墙连接器，实现与内部测试电动燃油泵6及热交换器3等用电元件的通电；真空箱1的材料选用可承受高度对应的压力应力的材料；同时真空箱1上还设置有；真空箱1的箱壁上设置有玻璃窗口，可以透过玻璃窗口闭式试验台上流量计8、燃油温度计13和压差传感器10，便于实时记录数据。
19.而闭式试验台包括设置于真空箱1内的供油箱2和测试油箱5；供油箱2和测试油箱5内填充有燃油15；具体地，供油箱2和测试油箱5形状可以为长方形、方形或圆柱型等任意形状；也可以采用在一个油箱内设置有隔板的形式得到供油箱2和测试油箱5。
20.同时供油箱2内设置有用于控制燃油15温度的热交换器3，热交换器3用于控制供油箱2内的燃油15的温度，以模拟在不同高度环境中对应的油温。
21.供油箱2的底部设置有与测试油箱5连通的供油管路，供油管路上设置有循环调节阀4；测试油箱5上设置有泵出油管路7，泵出油管路7的一端通过电动燃油泵6与测试油箱5连通，泵出油管路7的另一端与测试油箱5的顶部连通；电动燃油泵6用于模拟实际的导弹燃油泵，导弹燃油泵即为被测产品。
22.泵出油管路7上设置有流量计8和流量调节阀9，流量计8一般采用涡轮流量计8，测量精度应不低于相关规定，流量计8量程应满足被测产品流量要求。
23.测试油箱5上还设置有用于测试内部油温的燃油温度计13；泵出油管路7和测试油箱5之间设置有压力测试支管，压力测试支管上设置有压差传感器10，压差传感器10用于实
施测量电动燃油泵6的增压值。
24.在实施例中，通过将泵出油管路7和供油管路隔开设置，减少供油管路供油过程对泵出油管路7泵油过程的扰动。
25.优选地，供油管路和泵出油管路7均按照最小管阻布置，尽量避免较多弯头，避免出现因管路不合理布置而导致高空性能试验误差大的情况。供油管路和泵出油管路7的路径、接口和管路通径均与被测产品的实际管路参数一致，以提高高空性能模拟试验的准确性和可信度。
26.本方案还提供了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置的测试方法，其包括以下步骤：s1、试验准备：连接真空环境试验台中的管路和试验仪器仪表以及闭式试验台中的管路和试验仪器仪表，并将连接完成的闭式试验台放置于真空环境试验台中。
27.具体地，将供油箱2的底部和测试油箱5的底部通过供油管路连通，将循环调节阀4安装在供油管路上；在测试油箱5的另一侧安装泵出油管路7，泵出油管路7与供油箱2的底部固定连接，实现供油箱2和测试油箱5之间燃油15的循环流通；然后在泵出油管路7上分别安装电动燃油泵6、流量计8和流量调节阀9；而电动燃油泵6用于模拟实际的导弹燃油泵；在测试油箱5上安装有燃油温度计13，泵出油管路7和测试油箱5之间安装压差传感器10，实现闭式试验台的安装；然后将安装完成的闭式试验台放置于真空环境试验台内，并在真空环境试验台中的真空箱1上安装真空泵14和真空度调节阀12，以模拟在不同高度下的真空度、气压。具体地，真空度调节阀12后端连接真空泵14通过真空泵14抽负压，将真空箱1内部压力通过真空表11显示，通过与高度、气压、气温对照表对照，即可模拟高度、气压、气温对照表。
28.s2、对电动燃油泵6分别进行爬升模拟试验和高空起动模拟试验；爬升模拟试验：通过流量调节阀9将电动燃油泵6的燃油泵出流量调整至爬升模拟试验中预设燃油泵出流量；开启真空环境试验台并调节真空箱1内的真空度和调节热交换器3控制燃油温度，模拟导弹在不同高度下的真空度、气压和气温；启动电动燃油泵6工作，通过压差传感器10实时监测电动燃油泵6的增压值，对电动燃油泵6施加不同高度对应的真空度、气压和气温，若电动燃油泵6的增压值随着模拟高度的增加而降低，则电动燃油泵6不合格，若电动燃油泵6的增压值不降低，则电动燃油泵6合格；高空起动模拟试验：启动电动燃油泵6工作，通过流量调节阀9将电动燃油泵6的燃油泵出流量调整至高空起动模拟试验中预设燃油泵出流量；接着关闭电动燃油泵6；通过真空环境试验台和调节热交换器3将真空度、气压和气温调整至试验高度对应的真空度、气压和气温，启动电动燃油泵6，记录电动燃油泵6到规定增压值的时间；若电动燃油泵6达到规定增压值的时间大于5秒，则电动燃油泵6不合格，若电动燃油泵6达到规定增压值的时间小于5秒，则电动燃油泵6合格；具体地，可以根据高度、气压、气温对照表，控制真空箱1内的真空度和气压以及控制供油箱2内的燃油的温度，以模拟在不同高度环境中对应的真空度、气压和气温。高度、气压、气温对照表为：
s3、爬升模拟试验和高空起动模拟试验完成后，真空环境试验台中恢复常压，拆下电动燃油泵6，恢复模拟高空性能装置。
29.进一步地，在步骤s2中，每次爬升模拟试验或高空起动模拟试验后，换燃油或使用过的燃油经过24h静置后，进行下一次爬升模拟试验或高空起动模拟试验。
30.综上所述，现有技术的导弹或者其他飞行器中，燃油泵通常采用浸没式安装、浸滞式安装或油箱外部安装，传统的高空性能测试方法是在管路上设置真空泵14，直接给试验油箱抽负压模拟高度试验，对于直接安装在油箱内部的燃油泵，是可以比较准确的模拟到实际的高度变化工况；但是对于安装在油箱外部的燃油泵来说，直接对试验油箱抽负压，高度变化工况并未直接施加油箱外部的燃油泵以及与燃油泵连接的管路上，导致测试结果与真实情况存在一定的偏差。而本发明中的一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法，是直接将整个被测产品放置于真空环境试验台中，在试验过程中对产品及产品所处的
环境均施加高空压力，可以更加真实地模拟高度变化对燃油泵的影响。

技术特征：
1.一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其特征在于，包括真空环境试验台和设置于所述真空环境试验台内部的闭式试验台；真空环境试验台包括可以调节真空度的真空箱；闭式试验台包括设置于所述真空箱内的供油箱和测试油箱；所述供油箱内设置有用于控制燃油温度的热交换器，供油箱的底部设置有与所述测试油箱连通的供油管路，所述供油管路上设置有循环调节阀；测试油箱上设置有泵出油管路，所述泵出油管路的一端通过电动燃油泵与测试油箱连通，泵出油管路的另一端与测试油箱的顶部连通；电动燃油泵用于模拟实际的导弹燃油泵；泵出油管路上设置有流量计和流量调节阀；测试油箱上还设置有用于测试内部油温的燃油温度计；泵出油管路和测试油箱之间设置有压力测试支管，所述压力测试支管上设置有压差传感器。2.根据权利要求1所述的导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其特征在于，所述真空箱设置有真空表和真空管，所述真空管上设置有真空泵和真空度调节阀。3.根据权利要求2所述的导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其特征在于，所述真空箱设置为开门结构，真空箱的箱壁上设置有玻璃窗口。4.根据权利要求1所述的导弹燃油泵模拟高空性能的装置，其特征在于，所述供油管路和泵出油管路均按照最小管阻布置。5.一种根据权利要求1~4任一所述的导弹燃油泵模拟高空性能的装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、试验准备：连接真空环境试验台中的管路和试验仪器仪表以及闭式试验台中的管路和试验仪器仪表，并将连接完成的闭式试验台放置于真空环境试验台中；s2、对电动燃油泵分别进行爬升模拟试验和高空起动模拟试验；爬升模拟试验：通过流量调节阀将电动燃油泵的燃油泵出流量调整至爬升模拟试验中预设燃油泵出流量；开启真空环境试验台并调节真空箱内的真空度和调节热交换器控制燃油温度，模拟导弹在不同高度下的真空度、气压和气温；启动电动燃油泵工作，通过压差传感器实时监测电动燃油泵的增压值，对电动燃油泵施加不同高度对应的真空度、气压和气温，若电动燃油泵的增压值随着模拟高度的增加而降低，则电动燃油泵不合格，若电动燃油泵的增压值不降低，则电动燃油泵合格；高空起动模拟试验：启动电动燃油泵工作，通过流量调节阀将电动燃油泵的燃油泵出流量调整至高空起动模拟试验中预设燃油泵出流量；接着关闭电动燃油泵；通过真空环境试验台和调节热交换器将真空度、气压和气温调整至试验高度对应的真空度、气压和气温，启动电动燃油泵，记录电动燃油泵到规定增压值的时间；若电动燃油泵达到规定增压值的时间大于5秒，则电动燃油泵不合格，若电动燃油泵达到规定增压值的时间小于5秒，则电动燃油泵合格；s3、爬升模拟试验和高空起动模拟试验完成后，真空环境试验台中恢复常压，拆下电动燃油泵，恢复模拟高空性能装置。6.根据权利要求5所述的导弹燃油泵模拟高空性能的装置的测试方法，其特征在于，在
步骤s2中，爬升模拟试验或高空起动模拟试验后，更换供油箱和测试油箱内的燃油或者将供油箱和测试油箱内的燃油静置24h后，进行下一次爬升模拟试验或高空起动模拟试验。

技术总结
本发明公开了一种导弹燃油泵模拟高空性能的装置及其测试方法，属于微小型飞行器动力技术领域，导弹燃油泵模拟高空性能的装置包括真空环境试验台和闭式试验台；闭式试验台上是用于连接被测产品，将电动燃油泵以及与电动燃油泵连接的管路一起放置于真空环境试验台中，真空环境试验台可以模拟在不同高度对应的真空度和气压；热交换器用于将燃油温度控制在不同高度对应的温度；然后对被测产品进行高空性能试验，在试验过程中对产品及产品所处的环境均施加高空压力，可以更加真实地模拟高度变化对燃油泵的影响。解决了现有技术中针对于安装在油箱外部的管道泵进行高空性能测试，存在测试结果与真实情况存在一定的偏差的问题。试结果与真实情况存在一定的偏差的问题。试结果与真实情况存在一定的偏差的问题。


技术研发人员：王维军 王晓全
受保护的技术使用者：成都凯天电子股份有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/7/22