从以上介绍可以看出，各国对固体燃料冲压发动机的研究不仅仅局限于理论研究，也都高度重视试验研究，所采用的实验装置在体积，系统配置方面也都不近相同，高速摄像，气体、粒度分析，超声波脉冲回波技术等高端手段被用于此。但最常用的还是直连式实验，采用先加热空气再补氧的方式，有的还加入了旁路供气。

2.3固体燃料冲压发动机直连式试验系统

本文研究采用的固体燃料冲压发动机直连式试验系统主要包括供气系统、加热补氧系统、燃烧终止控制系统、测量控制系统以及推力实验台和连接管路等，其结构示意图如图2.8所示。

图2.8 直连式SFRJ试验系统

2.3.1供气系统

供气系统主要由空气压缩机、干燥机、储气罐、手动闸阀、电动调节阀、减压阀、安全阀、压力表、涡轮流量计以及连接管路组成，如图2.9所示。

图2.9 供气系统示意图

气源是由10个高压储气罐、两台空气压缩机和两台空气干燥机组成的，最大供气压力可达到5.5MPa。实验前，打开空气压缩机向储气罐中充入高压气体，一般保持在3.0-4.5MPa[27]。实验时，可以通过减压阀来调整空气压强，以满足不同工况对来流空气参数的要求。在减压阀和压力传感器之间的管路上还设置有一个安全阀，来保证系统下游加热补氧系统的工作安全，防止供气系统的压强过高而造成设备损坏，进而保证系统下游加热补氧系统的工作安全性。压力传感器用来测量供气压强而涡轮流量计则测量供气流量。

2.3.2加热补氧系统

为了模拟不同的飞行状态，需要对进入试验系统的空气进行加热，因此，加热补氧系统是地面连管试验设备必不可少的一环。常用的加热补氧系统加热方式主要有燃烧补氧加热、电加热、蓄热加热以及激波加热等，各种加热方法都会造成一定的空气污染。其中，燃烧补氧加热法简单可控、使用灵活、启动迅速并且价格低廉，因此在国内外被广泛采用。

本文中，加热补氧系统采用先补氧后燃烧的加热方案，燃料为航空煤油。加热补氧系统原理如图2.10所示，该系统主要由加热器、供油系统、补氧系统、电火花点火系统、测量控制系统以及连接各部分的管路组成[27]。当空气质量流率在0.1~2.0kg/s范围内时，加热燃烧室出口温度可达到25~567℃。

图2.10 加热补氧系统原理图

加热器是加热补氧系统的加温部件，其加热原理是直接加温，燃料在加热器燃烧室中燃烧产生高温燃气，从而将空气加热到试验发动机所需要的温度。加热器由前过渡段、扩散燃烧机匣、火焰筒组件和后过渡段组成，其中火焰筒是加热器实现点火燃烧的部件，燃油通过喷嘴进入火焰筒与该处的空气形成预混可燃气体，并由火花塞点燃形成高温燃气，将空气加热到试验所需的温度[3]。

供油系统可以根据不同的加热温度要求来调节向燃烧器提供的燃油供给量。供油系统主要由油箱、输油泵、低压油滤、燃油泵、回油阀、涡轮流量计、高压油滤、燃油喷嘴、燃油管路及调节控制系统组成。根据不同的试验条件，通过调节控制系统改变油阀和控制阀的开度，能够控制油泵的供油压力，从而供给需要的油量[27]。在油泵进、出口安装的低压和高压油滤可以防止喷油嘴堵塞。另外，为了确保设备的安全，在供油系统中设置有紧急关机装置，当供油系统出现异常时，可以及时关闭阀门，停止供油。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

补氧系统的主要功能是向燃烧产物中补充氧气，使热空气氧气质量分数与标准空气中相等。本系统采用燃烧前补氧方案，系统组成包括高压氧气瓶、减压阀、氧气储存器、涡轮流量计、压力传感器、安全阀、电动调节阀和管道等。高压氧气储气罐可以保证燃烧器内氧气压力与流量的稳定，由氧气瓶输送的氧气在储气罐内混合后形成稳定的气源，然后通过管道与前测量端连接，向加热器中输入氧气。为了防止氧气储气罐内压力过高损坏设备，系统装有安全阀。涡轮流量计可以测量氧气流量，安装在氧气进气管道上的电磁阀、电动调节阀可以控制补充氧气的流量。