试验台用液体燃料火箭发动机结构设计方案

该结构方案面向地面试验台的液体燃料火箭动力测试场景打造，核心服务于航天动力系统研发阶段的原理验证、工况模拟与性能标定环节，可在地面试验环境中复现火箭发动机的核心工作逻辑，为燃料配比调试、推力特性测试、热负荷耐受验证提供可靠的结构载体，适配高校航天专业教学试验、民营航天企业初期动力方案验证等多种应用场景，无需直接搭载飞行载体即可完成核心性能的前期摸底测试，大幅降低动力系统研发阶段的试错成本。从实际用途来看，该结构完整覆盖液体燃料火箭发动机的核心工作链路：燃料与氧化剂通过侧部连接的输送通道进入喷注器组件，经喷注盘的细密孔道完成雾化掺混后注入燃烧室，在燃烧室内完成稳定燃烧产生高温高压燃气，最终经收敛扩张型喷管加速排出产生推力，整套结构可完整模拟从燃料输入到推力输出的全流程工作状态，支撑不同燃料配比、不同喷注角度、不同燃烧室压力下的性能参数采集。在功能特性设计上，该结构采用剖视化的结构呈现逻辑，将内部的喷注器流道、燃烧室冷却夹层、喷管型面等核心功能部件完整外露，便于试验过程中观察内部流道的布局逻辑与部件配合关系；燃烧室外层设置独立的冷却通道结构，可在试验过程中通入冷却介质隔绝高温燃气对壳体的热冲击，延长试验工况下的结构使用寿命；各连接部位采用法兰与密封槽配合的密封结构，可承受试验工况下的内部高压，避免燃料泄漏与燃气卸压问题，保障试验过程的安全性与参数准确性。设计思路上，整套结构围绕试验场景的可观测性、易拆装性做针对性优化：将核心功能部件沿轴向做分层布局，喷注器、燃烧室、喷管依次串联对接，无需复杂拆解即可单独更换某一部件，快速完成不同结构参数的对比测试；侧部的燃料输送接口采用标准化的连接尺寸，可快速对接试验台的燃料供给管路与参数采集传感器，减少试验准备阶段的工装适配工作量；整体结构做了冗余的强度补强，壳体厚度与连接筋布局充分考虑试验过程中的压力脉动与热应力影响，避免试验过程中出现结构变形或破损。在外形尺寸与安装边界上，该结构整体采用轴向对称布局，主体沿推力方向的轴向长度适配中小型试验台的安装架尺寸，径向最大尺寸不超过常规试验台的安装夹持范围，底部预留标准化的安装定位接口，可直接固定在试验台的推力测量架上，无需额外设计转接工装；侧部的管路接口位置避开了安装夹持区域，不会与试验台的固定结构产生干涉，可在不拆解主体结构的前提下完成燃料管路、冷却管路、传感器线束的连接与拆卸，适配试验台快速换装、多轮次测试的使用需求。