电子式同步移相触发点火装置的研制

同步移相触发点火装置是用来产生与电网电压同步、相位可控的高压触发脉冲的装置。笔者介绍了电子式同步移相触发点火装置的研制及其应用。

多推力室的气动谐振点火器研究

为了满足多推力室多次同步点火的需要,通过大量的空气气动谐振加热实验和理论分析,研制了两种利用气动谐振点火技术的多推力室点火器,即多管点火器和小点火器,给出了这两种点火器的系统结构、试验参数以及部分试验结果。这两种点火器都能在1秒内提供不同流量的火焰燃气,分别适用于较小推力室和较大推力室的点火。在实验室中进行的多次点火试验结果表明,这两种点火器都可以可靠地进行海平面上多推力室的多次同步点火。

基于FPGA的火箭发动机多路时序点火系统设计

传统固体火箭发动机测控电路采用固态继电器或PLC控制,响应时间长、时间控制精度低,同步性不高,针对某固体火箭发动机多路时序点火测控信号同步性要求,以FPGA为核心架构,计算机、硬件调理电路等部分组成通用火箭发动机测试平台,设计点火时序控制系统,对点火、采集系统同步触发、设备启动等多路信号进行时序控制。FPGA设计部分主要有3个模块组成:计数器模块,NIOSII模块,计数比较输出模块。计数器模块控制时间延时,NIOSII模块控制通信部分,计数比较模块控制信号输出。系统使用50 M的有源晶振,设计中FPGA内部的逻辑线路延时为ns级别,基本能满足μs级的延时要求。经测试结果表明多路同步时序精度达到ns级,实验使用Modelsim与Quartus II进行联合仿真,仿真的结果与实际测量的结果相吻合,点火同步信号误差为5.8 ns,满足发动机点火复杂时序控制要求,满足了多级多参量发动机点火时序要求,并得到成功应用。

双推力室起动同步性研究

我国新一代大推力液氧/煤油补燃发动机采用双推力室方案,发动机起动时存在推力室点火不同步情况。以500 t级液氧/煤油补燃发动机为研究对象,针对起动时推力室点火不同步问题,对发动机推力室燃料路的控制方案进行了研究。建立了描述补燃循环发动机起动过程的数学模型,搭建了双推力室发动机起动仿真平台。通过对推力室燃料路两种控制方案的对比分析:指出了从降低发动机系统对双推力室不同步点火的敏感程度考虑,采用2个燃料节流阀分别控制各分支燃料路的方案较优;推力室燃料路采用一个燃料节流阀的控制方案时,推力室冷却套流阻偏差不宜大于1 MPa。

移动式火驱电点火器配套起下装备的研制

火驱是稠油油藏有效的开发方式之一,油层点火是火驱成功的前提。针对传统连续管车在移动式火驱电点火作业中存在占井周期长、运行成本高等问题,研制了橇装移动式电点火器配套起下装备。该装备主要由可拆卸滚筒橇、打开式注入头橇组成,可在连续管不被截断的情况下,将作业橇组移动至其他井组进行电点火器的起下作业。现场应用效果表明:该装备可满足多口井同步点火需求,具有利用率高、适用性强的特点,单井点火运行成本降低60%以上。该技术可为火驱的大规模实施提供技术支持。

冲量法固体推进剂燃速测试原始数据有效性判定

为了定义并明确冲量法燃速测试的应用边界,通过对“推进剂药柱点火不同步”、“存在侵蚀”、“推进剂药柱同心度不好”3种情况下终了燃面偏离设计值的分析,提出以最大压强尤其是最大推力处的下降速率作为冲量法燃速测试数据有效性的判据,该判据同时解决了“裸露的推进剂药柱表面同步点火”无法评判的问题。根据燃烧室在无加质条件下燃气质量的变化规律,计算获得燃烧室压强随时间的改变趋势,与试验压强-时间曲线进行对比,提出数据有效性因子K,给出了原始数据有效性的数值判定方法。研究表明,当数据有效性因子K=1~1.2时,冲量法燃速测试结果与恒压发动机燃速测试结果一致性较好,数据有效。同时验证了喷管烧蚀会影响冲量燃速测试的压强范围,但不影响燃速测试结果。

一种基于局部特征的PCNN电力故障区域提取方法

为有效提取红外图像中电气设备的故障或异常区域,提出一种新的红外图像故障区域提取方法。以脉冲耦合神经网络(PCNN)同步点火机理为依据,通过简化其内部参数,同时在参数优化配置下结合故障区域和非故障区域邻域边界的局部特征,设置PCNN模型迭代结束规则,从而使模型能进行自适应迭代,并获取红外图像故障区域。针对实际的红外检测图像进行实验,结果表明,与Otsu、k-means、分水岭及改进的PCNN方法相比,该方法具有较好的故障区域提取性能。

多燃气发生器动力系统的温度自调节性能研究

多燃气发生器弹射动力系统可以随温度变化调节发射内弹道,通过对多个燃气发生器进行不同步点火,获得导弹在多股燃气生成并相互作用下发射过程的内弹道参数。针对多个燃气发生器的弹射动力系统,使用Matlab编程并求解内弹道微分方程组,对同一弹体在3种不同温度发射工况进行内弹道仿真试验,结果表明在不同时序对不同燃气发生器点火,可以使弹射动力系统得到基本一致的出筒速度。此项研究可为多燃气发生器发射动力系统的内弹道设计提供重要的依据。

基于时频分析探究点火对煤油发动机爆震的影响

在一台自主研发的活塞式航空煤油发动机上,基于瞬时放热率对爆震燃烧进行时频分析,探究了双火花塞点火策略对航空煤油发动机爆震燃烧的作用效果。试验结果表明,此款发动机在8.2~14.8kHz频带内的放热率过高导致爆震燃烧的发生,推迟同步相位点火提前角降低了此频带内的瞬时放热率,从而抑制爆震;增大异步点火相位差能够逐渐降低发动机的爆震指数(KF)和爆震特征频带内的瞬时放热率;提高点火能量会略微增大爆震倾向,但在一定程度上可以提高发动机的动力性。