固体火箭超燃冲压发动机地面直连试验

针对采用碳氢固体推进剂的固体火箭超燃冲压发动机开展了地面直连试验。介绍了试验系统,测量了推力、压力、温度和质量流量等参数,分析了试验结果,得到燃烧室的性能。燃烧室总压损失为74.1%,燃烧效率为84.0%,推力增益为0.718 k N,推力增益比冲为3 726.9N·s/kg。     

简讯

日本超燃冲压发动机飞行试验失败2006年3月30日,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)委托澳大利亚昆士兰大学在澳大利亚南部伍麦拉火箭发射中心进行了第2次超燃冲压发动机飞行试验。此次飞行试验目的是收集超燃冲压发动机性能数据,以验证装有经改进的纵涡导入型燃料喷嘴的发动机燃烧室的性能,并了解它在实际飞行环境下内部的压力分布、温度变化。长为0.9 m、质量为100 kg的超燃冲压发动机燃烧室装载在一枚HyShot探空火箭顶部,随火箭上升到约290 km的高空,比原定高度低30 km。在火箭下落过程中,其速度接近8倍音速,在这种环境下对燃烧室进行了…     

用于液体火箭发动机厚部件的真空等离子喷涂工艺

讨论了真空等离子喷涂(VPS)工艺参数对涂层性能的影响, 介绍了用于火箭燃烧室衬层的先进铜合金, 描述了法国SNECMA和LERMPS试验室开发的VPS工艺制造的液体火箭发动机燃烧室模型及HM7B发动机燃烧室全尺寸验证器.     

小推力姿控轨控火箭发动机材料技术研究现状

概述了国内外小推力姿控轨控液体火箭发动机新材料的研究和应用进展.姿控轨控液体火箭发动机推力室已从高性能铌/硅化物材料体系向复合材料推力室技术发展,研制耐高温性能更好的新型材料体系和高温抗氧化涂层以及将他们应用于推力室身部的工艺研究是提高姿控轨控液体火箭发动机技术水平的有效途径.     

整体式火箭-冲压发动机/超音速燃烧冲压发动机的设计技术

本文提出了用于研究冲压发动机燃烧室的混合和燃烧特性以及冲压-火箭发动机,冲压火箭发动机特性的一维、二维计算法和水洞试验法。这些方法是结合发动机典型使用范围介绍的。计算结果给出了不同推进系统的性能特点。     

固体火箭发动机设计的新方案

研究了在固体火箭发动机中加入水作为工作介质以提高水面发射的商用运载火箭性能。提出了两种方案：１）火箭发射前，发动机内部闲置空间内注入水，在发射过程中将水排出；２）在发动机工作过程中供水。提供了用固体燃料样品及发动机的模型装置进行试验的结果，证明了所提出方法的可行性，使预测固体火箭发动机性能的计算方法得到优化。固体燃料与水配合使用的可靠性也得到了证实。进一步提出了在燃烧室应用水和粉末添加剂的发动机工作的数学模型。     

两室一推结构提高试验火箭发动机推力

使用增加发动机药量的方法,提高一室一推的火箭发动机推力时,通气参量过大直接影响发动机的燃烧性能.为此提出"两室一推"概念,发动机两个燃烧室同时燃烧产生一个工作推力平台.推力试验表明:两室一推发动机结构能有效地减小燃烧时的通气参量,同时使得发动机燃烧稳定,可以用小火箭模拟大火箭的加速度曲线.     

基于亚历山大效应测量固体火箭发动机燃气温度

介绍了亚历山大效应测温原理,通过数值仿真研究了发动机尺寸与热损失对燃烧室轴心温度的影响,组建了基于亚历山大效应的火箭发动机燃气温度测量系统。测量了铝含量为1%,9%,17%的复合推进剂在0.1 MPa下燃气温度、发动机工作压强为5 MPa时燃烧室内燃气温度和喷管出口处燃气温度。结果表明:发动机直径与热损失对燃烧室轴心温度的影响可忽略;基于亚历山大效应测温法在室压下测得燃气温度分别为2857,3109,3284 K,理论计算燃气温度分别为2712,2891,3049 K,即随着铝含量的增加,实测燃气温度和理论燃气温度都增加;测得发动机喷管出口燃气温度为2200 K,与理论计算的2278 K较吻合;透明玻璃窗在发动机工作过程中受到燃气污染,导致测得的燃烧室气体温度分别为2300 K和2450 K,低于理论计算的3190 K和3450 K,必须进一步改进高温测量系统,使之能精确测量火箭发动机燃气温度。     

微型续航固体火箭发动机设计及试验方法研究

介绍了毫米级固体推进剂火箭发动机的设计和试验方法,并将其用作一次性的执行微型传感器网络节点系统的展开平台.此火箭发动机由燃烧室、推进剂燃料、喷管、点火器组成.点火器采用电点火方式.对微型化后需解决的火箭设计问题进行了讨论,提出了相应的设计原则和方法.用这种方法设计的火箭质量仅为2 g,比冲在230～860 N·s/kg范围内,测量到的推力达到24～230 mN.     

低冰点推进剂对液体火箭发动机性能影响研究

针对低冰点推进剂在液体火箭发动机性能研究中的重要性,对使用MON25/DT3组合的低冰点推进剂液体火箭发动机的启动过程及稳态过程进行研究.建立了发动机系统的数学模型,采用Matlab/Simulink构造系统的仿真模型.根据仿真结果比较和分析了不同初温的推进剂对燃烧室压强、发动机比冲和推力等各方面性能的影响,得出了这三个参量与推进剂初温的拟合关系式.     

冲压-火箭二次燃烧室构形的试验研究

本研究使用套罩式药条试验燃烧室以及冲压-火箭模拟试验发动机对冲压-火箭用的含镁铝或硼的金属化贫氧推进剂进行了试验研究。这种燃料,当金属含量低于50％时,无需任何外加装置便能在主级火箭发动机(一次燃烧室、燃气发生器等)中维持稳定的燃烧。然而,如金属含量增加,则主级火箭发动机内的燃烧残渣和损失亦将随之增加。为使残渣减至最少,建议铝或硼在燃料中实际含量的上限为40％左右。在金属燃烧剂中掺入镁或镁合金以及在过氯酸铵氧化剂中掺入诸如硝酸钾、氯酸钾和过氯酸钾等钾盐,由于氧化镁/钾固体颗粒状高温产物的作用,不仅能有效地减少燃烧残渣而且能改善冲压燃烧室(二次燃烧室)中再点火和再燃烧的特性。冲压-火箭的模拟试验中选用了几种燃料和配有不同二次燃烧室的试验发动机。观测了硼硅酸耐热玻璃制的透明的二次燃烧室内的燃烧特性。二次燃烧室的特征长度从0.21到1.54米。就金属化燃料而言,即使最短的特征长度也足以完成二次燃烧。在模拟飞行高度为海平面,速度为600米/秒的试验中获得的I_(SP)(比冲)值,对应于添加40％铝镁(50％镁、50％铝合金)的燃料和添加40.5％的硼、4.5％镁的燃料分别约为7KN·S/kg和10.5KN·S/kg。     

火箭耐烧蚀纳米复合材料的工艺、组织及性能

描述了一种火箭新型耐烧蚀纳米复合材料（NRAM）的研制。评估了高岭土（MMT）纳米粘土、纳米碳纤维（CNF）,多面体齐聚物POSS等纳米粒子与酚醛树脂SC-1008的结合性。用不同含量纳米粒子代替现有耐烧蚀材料MX-4926中的碳黑制造了几种NRAM。用燃烧煤油和氧气的一台亚尺寸超声速液体燃料火箭发动机来研究耐烧蚀材料的烧蚀和鲍热性能。这种模拟的固体火箭发动机（SSRM）亚尺寸烧蚀试验结果表明,NRAM比MX-4926在侵蚀率和吸热温度方面性能提高,成功验证了火箭喷管组件中使用NRAM的可行性。     

固体火箭发动机无烟隔热/包覆材料的研究

固体火箭发动机无烟化研究是目前固体推进技术的发展方向之一。固体火箭发动机隔热/包覆材料的烟雾主要是由于在发动机特定工作条件下有机高分子材料不完全燃烧而产生的。通过对国外无烟隔热/包覆材料研究进展的评述,认为,合理选择基体材料,添加消烟冷却剂和后燃抑制剂是隔热/包覆材料无烟化的有效途径.     

动能杀伤导弹的热／冷温度试验

2006年3月中旬，根据动能杀伤先期技术验证计划，洛马公司的动能杀伤导弹进行了2次试验。验证了姿态控制发动机（ACM）在热、冷和周围温度下的性能。同时，对ACM的结构完整性也进行了论证。进行了双脉冲火箭发动机的第二个脉冲的弹道性能试验，其中包括对发动机运行情况的论证，以及将试验结果与试验前的预测进行比较。     

基于蒙特卡罗方法的固体火箭姿态控制系统设计

在固体火箭姿态控制系统设计过程中,为保证设计结果的可靠性,需要针对发动机性能、全箭质量及气动参数等进行拉偏仿真分析,各项偏差的大小及使用方法直接影响对固体火箭控制能力的需求。传统固体火箭姿态控制系统设计时,一般针对各项偏差进行极限拉偏组合仿真,导致设计结果较为保守。针对总体各项偏差量,建立概率模型,采用蒙特卡罗方法进行控制力分析。数学仿真结果表明,相比传统设计方法,在保证系统具有一定的可靠度情况下,大幅降低了对姿态控制系统的需求,优化了系统方案。     

冲压火箭技术现状与发展动向

冲压火箭发动机具有比冲可达９．８ｋＮ·Ｓ／kg的性能已引起世人的关注。论述了冲压火箭的功能与特性,探讨了有关冲压火箭的流量控制、燃气发生器的燃烧特性、二次燃烧室的燃烧特性。介绍了燃烧试验方法及其结果,提出了开发冲压火箭的技术课题及今后的发展动向。     

ASALM—PTV隔热燃烧室的试验与分析

引言先进的战略空射导弹——推进技术验证系统(ASALM-PTV)是一个一体化火箭/冲压发动机。火箭发动机当作助推器,冲压发动机提供加速和巡航力。冲压发动机燃烧室还装填固体火箭推进剂。一旦冲压发动机工作就一定要保护燃烧室金属外壳免受高温燃气的影响。     

火箭发动机续航喷管隔热涂层研究

文中就某火箭发动机续航喷管隔热涂层出现的龟裂、针状气泡、局部鼓起、流挂和堆积等缺陷,结合续航喷管的结构形式、热防护要求和涂层对发动机的影响,经过材料的分析和成型工艺技术研究,有效地改善了涂层结构的性能,减小了影响续航发动机工作状态的不利因素。     

液体冲压发动机的燃烧研究

为阐明液体冲压发动机的推力特性,对这种发动机的理论燃烧性能进行了研究,并与火箭冲压组合发动机进行了比较。在相同的燃料流量下,液体冲压发动机的比冲约为火箭冲压组合发动机的2倍。尤其使用JP-10等高密度燃料时,密度比冲也显示出优越性能。但研究发现,液体冲压发动机的燃烧效率和喷管流动效率受自大气中引入的空气流量影响较大。为取得较高的比冲,液体冲压发动机的空气流量远大于火箭冲压组合发动机的,进气口的性能对发动机性能的影响很大。为探讨液体冲压发动机的燃烧性能,试制了燃烧室内径为150mm的小型液体冲压发动机,进行了直连式燃烧试验。试制发动机在空燃比为50～140范围内稳定点火、燃烧,用C表征的燃烧效率达到90％以上。     

基于爆炸弹方法的液体火箭发动机稳定性评定CFD分析

爆炸弹引入扰动是火箭发动机稳定性评定的主要方法,使用计算流体力学方法模拟液氧/甲烷火箭发动机的工作过程,通过添加压力源项与质量源项模拟爆炸弹爆炸过程,得到火箭发动机不稳定性评定试验中,爆炸弹测试火箭发动机时燃烧室的基本流场,指出了结果误差产生的主要原因。结果表明:该方法可以应用在不稳定性评定分析中,有助于减少试验次数。