阀门作动速度对流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响

利用数值模拟的方法,通过研究调节阀以不同速度作动时燃气发生器压强、燃气流量和发动机推力等参数的响应情况,分析了阀门作动速度对燃气流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响.结果表明,调节阀作动速度对参数的响应速度和负调量均有较大影响,其过大或过小均不利于发动机整体性能的提高;在实际情况下,需要综合考虑,以选择合适的阀门作动速度.     

一种自适应喷管面积调节机构

通过调节喷管喉部面积,可使单室双推力固体火箭发动机在较小的压强比下,产生更大的推力比,提升固体火箭发动机的综合性能。文中介绍了一种单室双推力固体火箭发动机喷管喉道面积调节机构,可利用火箭发动机自身燃气压强形成压强差驱动调节机构,完成喷管喉部面积的调节。文中详细论述了机构的工作原理,通过工作过程仿真和模拟试验验证了其工作机理的可行性,喷管有结构简单、易于实现的优点。     

非壅塞固体火箭冲压发动机自适应调节特性

从理论和实验两方面研究了非壅塞固体火箭冲压发动机的自适应调节特性 .研究表明 ,理论计算与实验结果基本吻合 ;贫氧推进剂的燃速压强指数越高 ,自适应调节能力越强 ;当压强指数为 1时 ,空燃比不随空气流量变化 ,达到完全自适应调节     

固冲发动机燃气流量调节阀设计与调节特性研究

通过对燃气流量调节阀进行的设计计算,设计了弧形和锥形两种外型面的流量调节阀。并在典型工况下进行了三维流场数值模拟,得到了相同工况下两种调节阀的流场特性十分相似。但对两种调节阀的行程与对应调节压强进行分析后,发现弧形面调节阀更有利于调节控制。为固体冲压发动机流量调节阀的设计和提高其性能提供参考。     

锥阀设计对燃气发生器的控制性能影响

在燃气流量调节系统实验过程中,为了控制燃气发生器的压强,分析锥形阀几何外形对喉部面积的影响.建立不同锥角和锥阀半径的锥阀数学模型,进行Matlab仿真,分析锥体半角和喷管直径对调节系统的影响.由仿真结果可知:在设计锥形阀的几何外形和喷管直径时,需要考虑调节阀行程、喉部面积、电机控制精度和加工精度等因素.该研究可为固体火箭冲压发动机燃气发生器的控制提供一定的参考.     

固体火箭发动机水下工作推力特性的实验研究

为了研究固体火箭发动机水下工作时燃气射流流场及推力特性,在连接船体升降平台上开展了火箭发动机水下工作的实验研究。采用高速摄像系统观察了喷管燃气射流在开阔水域的扩展过程,获得了水下燃气射流形态演化过程;对水下火箭发动机的燃烧室压强及推力进行了测量,对比分析了在10 m、30 m、50 m三种水深条件下不同装药火箭发动机工作的推力特性。实验结果表明,发动机水下点火时,水环境与燃气之间的相互作用改变了燃气射流形貌,气液湍流掺混剧烈。随着水深的增大,燃烧室压力基本不变,发动机工作推力减小,水深从10 m增加到50 m时,三种发动机推力均降低了20%以上,且发动机推力与工作深度呈现非线性关系。在同一水深条件下,当发动机喷喉直径较小时,推力减小量较小;当燃烧室压强较小时,推力减小量较小。     

水下固体火箭发动机推力特性研究

为研究水下固体火箭发动机的推力特性,采用CFD方法分析高速燃气射流与周围水环境之间的相互作用机理及多相流流场结构对发动机推力的影响,并对不同水深、不同燃烧室压强以及不同喷管扩张比情况下的推力变化规律进行讨论.研究发现:水下火箭发动机推力振荡剧烈,间歇性的推力脉冲是由气体射流的颈缩/断裂现象引起的;喷管设计出口压强与环境压强之比是判断推力振荡特性的重要参数,该压强比增大时,振荡频率减小、振荡幅值升高.     

再生冷却泵压式氢氧火箭发动机的调节特性

为了决定在变推力(从额定推力到大约10％额定推力)工作条件下再生冷却泵压式H_2/O_2火箭发动机的稳态和动态特性,进行了本研究工作。调节试验用的发动机是增加了功率控制活门的RL10(15,000——磅推力)发动机。研究了改变燃烧室压力和推进剂混合比对发动机性能和燃烧稳定性极限的影响。同时也确定了发动机对调节活门动作的响应特性。研究结果表明,当喷注器几何尺寸一定且推力调节范围很宽时,可以保持相当高的性能。如果降低燃烧室压力,就会遇到低频燃烧不稳定性(Chugging——喘振)问题;然而增加氧喷嘴的压差,在10/1的推力调节范围内,可以达到稳定燃烧。增加液氧喷嘴压降的一种方法是把氦气喷入液氧喷嘴上游,这样就产生低密度的泡沫流体。其作用是改变液氧系统的压力损失状态和增加通过喷嘴的压降。在喷射氦气的重量流量约为液氧重量流量的0.4％时的一切情况下都能达到稳定燃烧。这种发动机系统看来可以得到足够的瞬态响应特性。发动机随着调节指令以秒的速度爬坡没有明显的迟滞。极限节流减速爬坡速度是0.125秒,这种爬坡速度看来是以完成诸如月球软着陆这样的空间任务。推力室冷却剂出口温度会随发动机的节流而升高,然而,在所研究的节流范围内,推力室壁还是能够得到足够的冷却。     

中心锥鳞片阀吸气式脉冲爆轰发动机推力试验研究

为提高吸气式脉冲爆轰发动机的推力,进行了中心锥鳞片阀与中心锥钝体阀吸气式脉冲爆轰发动机（PDE）的对比试验研究,并对多循环吸气式脉冲爆轰发动机工作过程的受力状况进行分析。研究结果表明：采用压电式力传感器能准确测量多循环吸气式脉冲爆轰发动机的平均推力;在10 Hz相同工况下,中心锥鳞片阀吸气式PDE的平均推力是中心锥钝体阀吸气式PDE平均推力的2.05倍。研究结果对多循环吸气式PDE推力的直接测量以及提高吸气式PDE的推进性能具有重要意义。     

固体燃料冲压发动机燃料燃速与推力调节

为了确定进气涡流和二次气体喷射能否有效地用于固体燃料冲压发动机燃料燃速的控制和推力调节,曾进行了一项实验研究.进气涡流的特性是在无反应流中测量的.试验是用当量比为0.5～1.8之间的三种燃料成分在高、低空气质量流量下进行的.发现,在进气道下游引入涡流对实现燃料燃速的有限增长会产生影响,但影响的幅度与发动机的几何尺寸有很大关系.涡流与再附着进气道气流和大大增强的近壁混合之间的相互作用对有效燃烧不利.高能气体燃料(H_2,C_2H_4)可以很容易地喷入,并在贫油条件下有效地燃烧,大大提高推力.