固体推进剂中铝粉的燃烧行为

铝粉在固体推进剂燃烧环境中有燃面凝聚现象。铝凝团大小影响着铝粉的燃烧效率和发动机工作性能。铝粉凝团小,燃烧效率就高。推进剂配方和发动机工作状态对凝团大小有决定性影响。通过合理设计推进剂配方和发动机工作状态,可以控制凝团尺寸,进而提高铝粉的燃烧效率和发动机工作性能。     

用固体推进剂产生紧急液压动力

导弹和空间飞行器对辅助动力的要求不断扩大,引起飞行用的典型固体推进剂动力装置飞跃发展,同时亦促进了固体推进剂技术的相应发展。虽然在飞机上采用固体推进剂受到了较大的限制,但是,在其它方面应用还很多。人们最熟悉的例子是火药起动器,推进剂产生的高压热燃气中的能量通过涡轮转换成轴功率用来起动发动机。容积式的柱塞马达不止有一个用途,这种柱塞马达装置曾经做过实验来驱动一般的格林电气机关枪,这种格林机关枪被装备在F-105战斗机上。就作者所知,用固体推进剂产生液压动力的唯一应用是在洛克希德F-104战斗机上。该机是采用固体推进剂增压的液压蓄压器作为紧急程序部件来操纵发动机喷管上的作动器。     

小型液氧液氢推进系统的探讨——第二部分:研究试验结果

本文介绍涡轮泵式和加压式两种推进系统的小型氢氧发动机的研究试验结果。涡轮泵式推进系统具有高性能和高质量比的优点。加压式推进系统具有高可靠性和结构简单的优点。运载工具上面级采用上述超低温推进系统将增加载荷容量并降低成本。例如 H-1A 大型火箭第三级的固体发动机用超低温级发动机取代载荷容量将从550公斤增加到800公斤。系统参数经过研究,选用1000公斤推力级发动机作研究试验。生产了一台用于加压式推进系统的推力室组件并进行了试验。试验结果表明,它具有满足系统要求的良好性能。带有点大器和推进剂活门的涡轮泵式发动机系统通过热试车也取得预期的性能。     

低温液体运载火箭输送系统空化特性研究

低温液体运载火箭输送系统空化将导致发动机泵入口压力下降,偏离设计工况,严重时可能引发涡轮泵夹气,为运载火箭飞行可靠性带来灾难性影响.采用数值仿真与地面全尺寸出流试验相结合的方法,系统研究了低温输送系统空化特性及发展规律.结果表明,贮箱压力、飞行过载、液柱高度、推进剂温度、出流口型面等参数均对空化的发生与发展有重要影响,...     

基于活塞流的脉冲式喷水推进技术分析

为了避免螺旋桨因速度过快而产生的空化问题,高速水面舰艇倾向于使用喷水推进这一新型推进方式。对于喷水推进在无人水下航行器上的应用,受到高温高压燃气推动活塞做功这一热功转换形式的启发,在活塞流的基础上提出一种结构简单、成本低廉的新型脉冲式喷水推进系统,初步建立了该喷水推进的数学模型,在此基础上进行了气体膨胀过程的理论计算和数值仿真计算,并通过计算得到的数据对该模型参数作了进一步的优化,得到更加贴近实际过程的推力和总冲量等相关参数。通过分析计算,验证了该模型的合理性,为后续喷水推进技术研究提供参考。     

复合推进剂的平坦区

复合推进剂的平坦区引言在开发目前和下一代固体推进剂火箭发动机技术领域中，人们关心的主要问题是发动机工作稳定性。根据某些固体火箭发动机中非稳定模态的特有次数和与固体推进剂燃烧速度有关的特殊时间，就可以推测平台燃速区的固体推进剂可能稍有导致破坏性不稳定燃...     

涡轮增压柴油机组合脉冲转换排气系统

本文通过在车用涡轮增压柴油机上所作的研究试验,分析了组合脉冲转换排气系统的结构特点,并通过对试验结果的计算,进一步分析了组合脉冲转换排气系统的气门排气效率、涡轮效率、传递效率和抑制排气干扰作用以及对缸内换气过程的影响。文中列举了经过整机台架试验得到的发动机性能数据,给出了应用不同排气系统时发动机性能曲线。通过试验研究提出了组合脉冲转换排气系统在四冲程涡轮增压柴油机上的应用前埘,为改进发动机排气系统结构和改善发动机性能提供了可能。     

水下蒸汽涡轮发动机变工况热力特性数值分析研究

为研究水下蒸汽涡轮发动机变工况热功转换规律,考虑了工质绝热指数随温度的变化以及喷嘴内气流摩擦、涡旋对工质的加热作用,建立了变工况汽轮机喷嘴、动叶栅以及涡轮级能量损失的计算模型,并据此编写仿真软件对变压力比和喷嘴入口温度变化时的涡轮机热力过程开展仿真研究。计算结果表明,计算模型能够较好反映汽轮机动态过程能量转换规律,验证了模型建立与仿真的正确性;对于研究机型,变压力比下喷嘴速度因数决定了涡轮机内效率及其轮周效率的变化规律,喷嘴出口工质实际速度大小决定了涡轮机有效功率及其轮周功的变化规律。文中模型可作为水下涡轮机优化设计与控制研究的基础模型。     

超声波测量大尺寸固体火箭发动机燃速的关键技术

确定固体火箭发动机工作时的真实燃速是发动机研制中的难题，而利用超声波测量是目前比较可行的方案。综述了利用超声波测量动态燃速和大尺寸发动机燃速的相关技术，并针对低频超声波开展了钢壳体/推进剂组合件的静态试验和钢壳体固体发动机热试车试验验证。通过综述和试验验证指出采用低频超声波是测量大尺寸固体发动机燃速的最可行的方案，提出进一步的研究方向是优化探头布置方案，并给出超声数据处理的建议。     

某型高能固体火箭发动机烤燃性能研究

为研究某型高能固体发动机的热安全性,建立了发动机在火烧环境下的有限元计算模型,数值模拟了发动机及装药在不同烤燃工况下的温度分布和爆炸延迟期。研究表明,大型发动机烤燃特性与小型发动机呈现相同规律,热扩散速率在快速烤燃工况下较大,温度梯度在慢速烤燃工况下较大,烤燃速率对推进剂起始反应位置有一定影响。发动机尺寸和快烤环境温度对其热安全性影响较大,发动机尺寸减小和温度升高均导致推进剂点火延迟时间明显降低。     

涡轮增压器轴向力变化规律试验与仿真

提出一种基于悬浮式设计的涡轮增压器轴向力测量方案,解决涡轮增压器轴向力测量范围窄和零点漂移问题,通过试验测量了增压器转子轴向载荷。进一步建立包含轮背间隙、密封环间隙的增压器压气机和涡轮仿真分析模型,基于试验结果验证模型的可靠性,并应用该模型研究揭示了增压器压轮和涡轮轴向力随工况的一般变化规律。研究结果表明：外吹状态时,在同一转速下增压器转子轴向力值随压气机端质量流量的减小而增大;自循环状态时,在转速低于额定转速时,增压器转子轴向力随转速的增加而增大,在转速高于额定转速时,增压器转子轴向力随转速的增加而减小;同一转速下,除喘振点附近,压气机轴向载荷随入口质量流量的减小而增大,涡轮轴向载荷随涡轮入口质量流量的增加而增大;压端和涡端轴向载荷最大的两个区域均为叶轮背盘和叶轮轮毂,且两区域轴向载荷方向相反。     

轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性

为分析轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性和自吸性能,提高启动过程轴流式喷水推进器的推进性能,开展了推进器启动过程的数值计算研究。在雷诺时均Navier-Stokes方程框架下采用SST k-ω湍流模型、Zwart空化模型和Free Surface模型对轴流式喷水推进器的启动过程进行数值计算,分析启动时间和水线高度对喷水推进器启动过程的瞬态特性影响;基于推进泵的试验数据对稳态数值计算方法进行验证,数值结果与试验数据吻合良好。研究结果表明：喷水推进器启动过程存在明显的瞬态特性,流量、扬程都迟滞于转速到达稳定状态,并且启动时间越短,滞后程度越严重;当转速达到0.6倍设计转速时,叶片前缘吸力面开始发生空化,无量纲空穴面积随着转速的增加而增加;在达到相同转速时,启动时间越长,无量纲空穴面积越小,叶片做功能力越强;以泵轴中心线为零基准线,当水线高度大于等于0.15倍叶轮直径时,喷水推进器可以在较短时间内将内部气体完全排出,水线高度越小,扬程和流量滞后越严重。     

轴向柱塞泵空化时气相动态演进过程及影响

针对轴向柱塞泵在工作过程可能出现的空化现象进行研究。目前使用的稳态流体模型在计算流体属性（密度和体积弹性模量）时没有考虑气体演进的动态特征。针对此问题,提出一种动态流体模型,该模型考虑液压油中气体（空气）的动态演进过程,包括气体的产生、消解以及在不同控制体积之间的输运和分布。应用此模型到轴向柱塞泵的压力流量特性仿真中,分析了气体影响泵特性的内在机理。分析结果表明：稳态流体模型会低估空化对泵出口流量和压力的影响,而动态流体模型从本质上揭示了空化时泵出口流量压力脉动的增加以及平均流量的降低是因为气相对流体可压缩性的改变。     

车用燃气轮机极寒高原环境起动与工作优势分析

针对装甲车辆柴油机动力在极寒高原地区使用中所暴露的诸多问题,如起动时间长、功率下降、易过热、冒黑烟、易拉缸等,依据柴油机和燃气轮机不同的结构和工作机理,通过对两种动力的低温起动影响因素和高原工作过程进行详细对比分析,阐明了车用燃气轮机低温直接起动与高原稳定工作的优势所在,为利用燃气轮机动力来改善装甲车辆高原高寒适应性提供了依据。     

车用风扇调速传动偶合器失效分析

通过对风扇调速传动偶合器失效后残骸的观察、测量、试验及分析,找到了其失效的主要原因是,紧固件——碗型锁垫内爪疲劳损坏及泵轮轴螺纹旋向与风扇旋向一致,造成了泵轮轴组件的轴向固定失控,从而引起涡轮叶片、风扇叶片的断裂,及箱体的撕裂;并提出了相应的解决方案.经10 000 km的跑车试验证实解决措施有效.     

基于计算流体动力学方法的鱼雷涡轮机功率计算

以往涡轮机功率计算都采用1D解析法及经验公式，无法考虑通流部分中各种损失，而且不便于对涡轮机作进一步性能参数优化。本文基于计算流体动力学（CFD）方法，对鱼雷燃气涡轮机通流部分的3D流场进行数值模拟计算，并对模拟计算结果进行分析及后处理，得到涡轮机叶轮叶片力矩值，推算出涡轮轴输出功率，为分析涡轮机内部各种损失，优化涡轮机性能参数提供了重要依据。     

基于ANSYSCFX的鱼雷涡轮机通流流场及性能计算方法

运用计算流体力学（CFD）软件ANSYSCFX对鱼雷涡轮机通流部分流场及性能进行了数值计算,介绍了CFD技术应用到鱼雷燃气涡轮机通流设计中的一般步骤,旨在提供一种燃气涡轮机通流部分流场及性能的预测方法,探索CFD技术在鱼雷燃气涡轮机动力系统设计中的应用途径。研究结果表明,利用CFD技术计算鱼雷燃气涡轮机通流流场,预测通流气动性能与试验数据吻合较好。本文的研究成果对鱼雷涡轮机工程研制具有一定的参考价值。     

一种水下航行器燃气涡轮机性能模拟试验方法

针对以往水下航行器动力系统设计试验中的不足,通过分析水下航行器涡轮机的基本原理,利用空气动力学和流场相似理论,对涡轮机性能模拟试验原理和方法进行了探讨,提出了一种通过燃气涡轮机低工况性能模拟试验来验证设计工况的试验方法,旨在为涡轮机的性能试验验证提供理论基础,同时为涡轮机的试验条件建设提供参考。     

基于变量泵和喷嘴数的无级变速涡轮发动机

由于基于流量的单变量控制涡轮发动机动力系统运行经济性较差,提出了基于喷嘴数开环控制和变量燃料泵流量闭环控制的方法,进而实现涡轮发动机的无级变速。闭环控制采用改进的自适应算法,使得双变量控制方法简单实用,适用于无级变速反舰兼反潜的重型水下航行器,提高了系统运行效率和平稳性。仿真结果表明,水下航行器涡轮机动力系统采用喷嘴数开环调节和变量燃料泵流量闭环调节的双变量方式,系统的压力波动和转速波动小,同时较采用单一流量调节的系统燃料秒耗量降低了28％,涡轮叶片前的温度也可降低约230K。