本发明属于航空航天，具体涉及一种火箭贮箱增压内压爆破工艺系统及爆破试验方法。
背景技术：
1、在当前的航天领域中，火箭贮箱大多使用传统的铝合金材料制成，这类材料及其加工成本较高，导致火箭贮箱整体的制造成本增加。为了解决这一问题，一个可行的方案是将液氧甲烷火箭贮箱的材料更换为不锈钢，这样能够极大地降低火箭贮箱的制造成本。
2、将火箭贮箱改用不锈钢材质制造，其设计、材料选择及制造工艺均与传统的铝合金贮箱有本质区别。为了确保改造后的不锈钢贮箱能够承受预期的内压载荷，特别是验证其焊接结构的稳定性和整体强度，需要对火箭贮箱实施内压试验。针对火箭贮箱的内压试验旨在评估不锈钢贮箱在常温全压条件下的结构强度，并确定不锈钢贮箱中的氧箱在相同条件下的最大安全承压极限。
技术实现思路
1、为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种火箭贮箱增压内压爆破工艺系统及爆破试验方法。
2、根据本发明实施例的第一方面，本发明提供了一种火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，用于对火箭不锈钢贮箱增压做内压爆破试验，其包括注水补水控制装置、氧箱增压控制装置、燃箱增压控制装置、氧箱供水压力容器、燃箱供水压力容器和氮气增压配气板；
3、所述火箭不锈钢贮箱采用共底结构贮箱，所述贮箱的上部为氧箱，所述氧箱用于充装液氧推进剂；所述贮箱的下部为燃箱，所述燃箱用于充装液甲烷推进剂；所述氧箱与氧箱供水压力容器连接，所述氧箱供水压力容器用于为所述氧箱提供液体增压用的水源；所述燃箱与燃箱供水压力容器连接，所述燃箱供水压力容器用于为所述燃箱提供液体增压用的水源；
4、所述注水补水控制装置用于控制供水离心泵为所述氧箱供水压力容器、燃箱供水压力容器以及氧箱和燃箱进行注水罐装；所述氧箱增压控制装置用于控制所述氮气增压配气板为所述氧箱供水压力容器提供增压氮气，所述燃箱增压控制装置用于控制所述氮气增压配气板为所述燃箱供水压力容器提供增压氮气；以完成对火箭不锈钢贮箱增压内压爆破试验。
5、根据本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，所述氧箱供水压力容器通过第一进液管道与消防管道连接，所述燃箱供水压力容器通过第二进液管道与所述第一进液管道连接；
6、所述氧箱通过氧箱进液管道、氧箱注水管道和所述第一进液管道与所述消防管道连接，所述燃箱通过燃箱进液管道、燃箱注水管道和所述第二进液管道与所述消防管道连接；
7、所述消防管道连接一消防水池，其中，消防水池用于为所述氧箱供水压力容器、燃箱供水压力容器以及所述氧箱和燃箱提供水源。
8、进一步地，所述供水离心泵设置在所述消防管道上，所述消防管道上还设置有供水离心泵进液阀，所述供水离心泵进液阀与注水补水控制装置连接，用于通断所述消防管道；
9、所述第一进液管道上设置有第一补水阀，所述第一补水阀与与注水补水控制装置连接，用于通断所述第一进液管道；所述第二进液管道上设置有第二注水阀，所述第二注水阀与注水补水控制装置连接，用于通断所述第二进液管道；
10、所述氧箱注水管道上设置有氧箱注水阀，所述氧箱注水阀与注水补水控制装置连接，用于通断所述氧箱注水管道；所述燃箱注水管道上设置有燃箱注水阀，所述燃箱注水阀与注水补水控制装置连接，用于通断所述燃箱注水管道。
11、进一步地，所述氧箱供水压力容器通过氧箱进液管道与所述氧箱连接，所述氧箱进液管道上设置有氧箱进液阀，所述氧箱进液阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述氧箱进液管道；
12、所述燃箱供水压力容器通过燃箱进液管道与所述燃箱连接，所述燃箱进液管道上设置有燃箱进液阀，所述燃箱进液阀与燃箱增压控制装置连接，用于通断所述燃箱进液管道。
13、更进一步地，所述氧箱进液管道上设置有氧箱进液阀，所述氧箱进液阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述氧箱进液管道；所述燃箱进液管道上设置有燃箱进液阀，所述燃箱进液阀与燃箱增压控制装置连接，用于通断所述燃箱进液管道。
14、根据本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，所述氮气增压配气板通过第一增压管道与所述氧箱供水压力容器连接，所述第一增压管道上设置有送气阀和第一增压阀；所述氮气增压配气板通过所述第一增压管道和第二增压管道与所述燃箱供水压力容器连接，所述第二增压管道上设置有第二增压阀。
15、进一步地，位于所述第一增压阀和氧箱供水压力容器的进气口之间，在所述第一增压管道上设置有第一增压孔板；位于所述第二增压阀和燃箱供水压力容器的进气口之间，在所述第二增压管道上设置有第二增压孔板。
16、根据本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，所述氧箱供水压力容器连接有第一液位计，所述第一液位计与注水补水控制装置连接，用于远程监测所述氧箱供水压力容器中的水液位；
17、所述燃箱供水压力容器连接有第二液位计，所述第二液位计与注水补水控制装置连接，用于远程监测所述燃箱供水压力容器中的水液位。
18、根据本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，所述氧箱供水压力容器连接有第一排气管道，所述第一排气管道上设置有第一排气阀，所述第一排气阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述第一排气管道；
19、所述燃箱供水压力容器连接有第二排气管道，所述第二排气管道上设置有第二排气阀，所述第二排气阀与燃箱增压控制装置连接，用于通断所述第二排气管道。
20、根据本发明实施例的第二方面，基于上述任一项所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，本发明还提供一种火箭贮箱增压内压爆破试验方法，其包括以下步骤：
21、试验前的供水补水阶段：
22、注水补水控制装置控制打开消防管道以及第一进液管道、第二进液管道、氧箱注水管道和燃箱注水管道，以便于为氧箱供水压力容器、燃箱供水压力容器、氧箱和燃箱注水补水；
23、火箭不锈钢贮箱内压爆破试验时的第一阶段：
24、对燃箱加压至贮箱后底赤道面失稳前第一压力值ps1，氧箱加压至ps1+δps，确定第一阶段测试贮箱在后底赤道面失稳前第一压力值下的材质、工艺结构性能发生的变化；其中，δps表示增加等级的增压单位量；
25、火箭不锈钢贮箱内压爆破试验时的第二阶段：
26、对燃箱加压至贮箱后底赤道面失稳后、破坏之前第二压力值ps2，氧箱加压至ps2+δps，确定第二阶段测试贮箱在后底赤道面失稳后、破坏之前第二压力值下的材质、工艺结构性能所发生的变化；
27、火箭不锈钢贮箱内压爆破试验时的第三阶段：
28、对火箭不锈钢贮箱进行爆破试验，其过程为：
29、对氧箱逐级增压至出现爆破时停止增压，或对氧箱增压至预设的氧箱最大压力值po且氧箱不爆破时，停止增压；对燃箱逐级增压至预设的燃箱最大压力值pr时，停止增压；其中，燃箱最大压力值pr为防止氧箱爆破时抗反压冲击的压力；确定第三阶段测试氧箱爆破后或最大压力值下贮箱的材质、工艺结构性能所发生的变化；
30、氧箱增压控制装置或燃箱增压控制装置控制关闭第一增压管道，并排放掉第一增压管道和第二增压管道以及氧箱供水压力容器和燃箱供水压力容器中的气体，并排净消防管道、第一进液管道、第二进液管道、氧箱进液管道、燃箱进液管道、氧箱溢流排气排液管道和燃箱溢流排气排液管道中的水。
31、根据本发明的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统利用液氧/甲烷液体火箭发动机试车台的消防水池，使用注水补水控制装置通过供水离心泵分别给火箭不锈钢贮箱的氧箱、燃箱以及氧箱供水压力容器和燃箱供水压力容器进行注水罐装，待氧箱和燃箱罐装满水后，停止供水离心泵；然后氧箱增压控制装置和燃箱增压控制装置分别使用氮气增压配气板对应地对氧箱供水压力容器和燃箱供水压力容器进行氮气增压后，氧箱增压控制装置和燃箱增压控制装置分别对应控制氧箱供水压力容器和燃箱供水压力容器挤压输送水至氧箱和燃箱，以进行注水逐级增压；依据试验要求依次完成第一阶段燃箱加压、第二阶段燃箱加压以及第三阶段爆破试验；对氧箱和燃箱进行注水逐级增压的过程中，注水补水控制装置可以根据氧箱供水压力容器和燃箱供水压力容器的低液位值自行启动注水补水。本发明能够实现试验的在线自动控制，相对于手动操作，能够提高试验的工作效率以及试验控制的准确率，降低贮箱爆破试验时产生的破坏风险。
32、本发明提供的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统中各设备的投资成本相对较低，工艺系统及控制程序简单优化，增压压力控制精度高。在短周期的试验时间内，与采用去离子水相比，采用消防水做为增压介质，投资成本更低。
33、应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
1.一种火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，用于对火箭不锈钢贮箱增压做内压爆破试验，其特征在于，包括注水补水控制装置、氧箱增压控制装置、燃箱增压控制装置、氧箱供水压力容器、燃箱供水压力容器和氮气增压配气板；
2.根据权利要求1所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氧箱供水压力容器通过第一进液管道与消防管道连接，所述燃箱供水压力容器通过第二进液管道与所述第一进液管道连接；
3.根据权利要求2所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述供水离心泵设置在所述消防管道上，所述消防管道上还设置有供水离心泵进液阀，所述供水离心泵进液阀与注水补水控制装置连接，用于通断所述消防管道；
4.根据权利要求2所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氧箱供水压力容器通过氧箱进液管道与所述氧箱连接，所述氧箱进液管道上设置有氧箱进液阀，所述氧箱进液阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述氧箱进液管道；
5.根据权利要求4所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氧箱进液管道上设置有氧箱进液阀，所述氧箱进液阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述氧箱进液管道；所述燃箱进液管道上设置有燃箱进液阀，所述燃箱进液阀与燃箱增压控制装置连接，用于通断所述燃箱进液管道。
6.根据权利要求1所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氮气增压配气板通过第一增压管道与所述氧箱供水压力容器连接，所述第一增压管道上设置有送气阀和第一增压阀；所述氮气增压配气板通过所述第一增压管道和第二增压管道与所述燃箱供水压力容器连接，所述第二增压管道上设置有第二增压阀。
7.根据权利要求6所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，位于所述第一增压阀和氧箱供水压力容器的进气口之间，在所述第一增压管道上设置有第一增压孔板；位于所述第二增压阀和燃箱供水压力容器的进气口之间，在所述第二增压管道上设置有第二增压孔板。
8.根据权利要求1所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氧箱供水压力容器连接有第一液位计，所述第一液位计与注水补水控制装置连接，用于远程监测所述氧箱供水压力容器中的水液位；
9.根据权利要求1所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统，其特征在于，所述氧箱供水压力容器连接有第一排气管道，所述第一排气管道上设置有第一排气阀，所述第一排气阀与氧箱增压控制装置连接，用于通断所述第一排气管道；
10.一种基于如权利要求1-9任一项所述的火箭贮箱增压内压爆破工艺系统的火箭贮箱增压内压爆破试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
