燃燒驅(qū)動(dòng)HF-DF激光器新型點(diǎn)火系統(tǒng)及氣膜冷卻式增益發(fā)生器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行是激光器的關(guān)鍵性能參數(shù)之一，提高燃燒驅(qū)動(dòng)的連續(xù)波HF/DF化學(xué)激光器的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可靠性是其主要的研究?jī)?nèi)容之一。燃燒驅(qū)動(dòng)化學(xué)激光器的增益發(fā)生器運(yùn)行在高溫、高壓、強(qiáng)氧化性的苛刻環(huán)境之中，燒蝕問題由此成為制約激光器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可靠性的基本難題。對(duì)于燃燒驅(qū)動(dòng)化學(xué)激光器的燒蝕問題，突出反映為火花塞點(diǎn)火器和噴管喉道的燒蝕問題。本文研究了F2發(fā)生器新型點(diǎn)火系統(tǒng)和氣膜冷卻式新型增益發(fā)生器，并進(jìn)行了系統(tǒng)的初步實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了新型點(diǎn)火系統(tǒng)的可行性和

2、氣膜冷卻式增益發(fā)生器噴管的耐燒蝕性能。
　　針對(duì)燃燒驅(qū)動(dòng)的連續(xù)波HF/DF激光器可靠點(diǎn)火的性能要求，設(shè)計(jì)與搭建了F2發(fā)生器主體及其配套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。開展了大氣條件下和真空條件下的自點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了 F2發(fā)生器自身性能的穩(wěn)定性和可靠性，研究了氧化劑(NF3)和燃料(H2)的不同配比對(duì)F2發(fā)生器產(chǎn)物中的F/F2摩爾濃度及平衡溫度的影響。進(jìn)行了F2發(fā)生器新型點(diǎn)火系統(tǒng)的實(shí)際點(diǎn)火試驗(yàn)。通過合理的時(shí)序控制，在近百次的F2發(fā)生器實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)點(diǎn)不著火

3、的情況，充分驗(yàn)證了 F2發(fā)生器作為新型點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火性能的穩(wěn)定性和可靠性，具有替代常規(guī)火花塞點(diǎn)火器的可行性。
　　針對(duì)燃燒驅(qū)動(dòng)連續(xù)波HF/DF激光器噴管的喉道燒蝕問題，設(shè)計(jì)并搭建了氣膜冷卻式新型增益發(fā)生器及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在特定的燃燒室供氣條件下分別進(jìn)行了1s、5s、10s、30s和60s的燒蝕驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在不同He氣膜流量的條件下分別進(jìn)行了多次的10s燒蝕實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，燃燒室內(nèi)部運(yùn)行總壓在實(shí)驗(yàn)中保持平穩(wěn)，噴管收縮段冷卻水溫度在42℃