燃燒驅(qū)動HF-DF激光器新型點火系統(tǒng)及氣膜冷卻式增益發(fā)生器實驗研究.pdf

1、長時間運行是激光器的關(guān)鍵性能參數(shù)之一，提高燃燒驅(qū)動的連續(xù)波HF/DF化學激光器的長時間運行可靠性是其主要的研究內(nèi)容之一。燃燒驅(qū)動化學激光器的增益發(fā)生器運行在高溫、高壓、強氧化性的苛刻環(huán)境之中，燒蝕問題由此成為制約激光器長時間運行可靠性的基本難題。對于燃燒驅(qū)動化學激光器的燒蝕問題，突出反映為火花塞點火器和噴管喉道的燒蝕問題。本文研究了F2發(fā)生器新型點火系統(tǒng)和氣膜冷卻式新型增益發(fā)生器，并進行了系統(tǒng)的初步實驗研究，驗證了新型點火系統(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。
　　針對燃燒驅(qū)動的連續(xù)波HF/DF激光器可靠點火的性能要求，設(shè)計與搭建了F2發(fā)生器主體及其配套實驗系統(tǒng)。開展了大氣條件下和真空條件下的自點火實驗，驗證了 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。進行了F2發(fā)生器新型點火系統(tǒng)的實際點火試驗。通過合理的時序控制，在近百次的F2發(fā)生器實驗中未出現(xiàn)點不著火

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