固冲发动机贫氧燃气流量调节技术

本文为原理性研究阶段报告,简要介绍固体火箭冲压发动机燃气发生器贫氧燃气流量调节技术,包括其动态方程和动态性性,系统的软,硬件和伺服机构设计,原理性冷试状况等。     

一种固冲发动机用流量调节装置设计

为了使冲压发动机适应更宽广的工作包线,提高工作性能,充分发挥推进剂的能量,必须设计燃气发生器流量调节装置。文中针对一种固冲发动机用流量调节装置进行了设计,完成了结构与内流场仿真计算,在仿真计算的基础上加工试验件完成了热试试验,试验结果表明设计的流量调节装置满足冲压发动机要求,可以为流量调节装置将来的实际应用作技术储备。     

固冲发动机的流量调节技术——流量调节系统设计

阐述了固冲发动机燃气流量调节的必要性,对发生器燃气流量调节方案进行了评述．采用以改变喉面积来调节燃气流量的方案,对方案的静、动特性进行了分析．     

固冲发动机的流量调节技术（3）调控系统软件设计

介绍了固冲发动机进气道流入的空气流量是随固冲导弹的飞行高度、速度和攻角而随机变化的,发生器的贫氧燃气流量与空气流量之比在化学恰当比附近保持为常数（等）是一种合理的调节．通过比较法,将发生器实时生成的燃气流量与等时实际所需的燃气流量相比较,有差别时,通过发生器喉面积调节,达到二者一致．说明了这种调节是在软件和硬件的共同作用下完成的．叙述了与控制系统硬件相辅相成的软件设计,包括上述比较法和论文（1）的静、动特性分析等基本软件,以及若干功能子程序和抗干扰专用软件设计．     

固体火箭冲压发动机燃气流量调节技术与实验研究

对固体火箭冲压发动机燃气流量调节技术进行了论述,阐述了固体火箭冲压发动机燃气流量调节技术在设计上的一些基本思想及研究成果.     

流量调节装置燃气通道CFD仿真计算

为设计出流量调节装置最佳燃气通道型面,文中在简要介绍N-S方程主要算法的基础上,利用Fluent软件对燃气通道进行了CFD仿真计算,通过模拟燃气通道内的流体运动,分析了不同扩张角度对内流场的影响,获得了燃气粒子对通道的理论冲刷情况,计算结果表明带最佳扩张角的燃气通道方案能有效降低气流的出口速度,试验结果与仿真结果基本一致.     

燃气流量调节系统间隙非线性特性控制研究

分析了可控流量固体火箭冲压发动机燃气流量调节阀中电动执行机构的间隙非线性特性对控制系统的稳态性能及动态性能的影响,对几种控制策略进行对比研究,最终选用带死区补偿的PI控制器作为燃气流量控制器,进行了数字仿真和半实物仿真。结果表明,传动机构间隙会造成闭环控制系统的自振荡,采用死区补偿能够有效抑制系统振荡,达到控制指标。     

氢氧火箭发动机流量调节阀动态仿真分析

流量调节阀是液体火箭发动机推力调节的关键部件,根据某型氢氧发动机流量调节阀的结构与工作原理,建立调节阀的动力学模型,并利用AMESim软件建立了流量调节阀的动态仿真模型。基于流量调节阀仿真模型进行了如下仿真工作：计算不同工况下调节阀的流量特性、验证调节阀的稳流特性、仿真分析调节阀动态特性、分析结构参数对调节阀动态特性的影响。仿真结果揭示了流量调节阀的流量与动态特性,为调节阀的改进优化提供了方向。     

固体火箭冲压发动机燃气流量调节最优前馈控制

固体火箭冲压发动机燃气流量调节过程中存在负调节,对正常工作有很大影响。文中根据燃气流量调节小扰动数学模型分析了负调量与调节时间之间存在的矛盾,给出了负调受约束下最小调节时间。然后根据最优响应设计了可实现的最优前馈控制器,建立以内弹道方法为基础的仿真模型。结果表明,该前馈控制方法能够在燃气流量难以测量形成有效反馈控制的实际情况中,实现不同负调约束的最优调节。发动机设计时应根据综合状态折中选择负调量和调节时间。     

换速阀结构对鱼雷燃料流量调节阀动态性能的影响

就柱形、锥形两种典型换速阀结构对鱼雷燃料流量调节阀动态性能的影响进行了深入分析,并对燃料流量调节阀的换速过程进行了仿真,得出锥形换速阀结构优于柱形换速阀结构的结论。     

某两侧进气固冲发动机补燃室沉积研究

采用纯气相燃烧模型对某两侧进气固冲发动机补燃室内流场进行了数值模拟,根据流线图对补燃室内的沉积分布进行了预测,并与试验结果进行了对比。结果表明,该构型固冲发动机补燃室内的沉积主要集中在进气道对称平面的补燃室壁面及冲压喷管收敛段,补燃室头部也有部分沉积;补燃室内的沉积包括一次燃烧产物中未燃烧完全的凝相粒子和二次燃烧产物冷凝形成的凝相粒子;采用纯气相模拟可以对该构型的补燃室沉积分布情况进行定性预测。     

空燃比对固冲发动机二次燃烧的影响研究

为有效的组织固体火箭冲压发动机的二次燃烧,采用标准二方程模型、EDM(eddy-dissipation-model)模型和粒子燃烧King模型,对二元双下侧进气式固体火箭冲压发动机补燃室三维两相流进行了数值模拟。得到了不同空燃比条件下补燃室内流场参数的分布规律并对其进行了初步分析。结果表明:在一定范围内空燃比的变化会引起补燃室各参数分布的变化,从而显著影响固冲发动机二次燃烧。     

配气正时对柴油机性能影响的数值研究

利用GT—Power软件研究了进排气门正时对柴油机性能的影响，在柴油机高中低3种转速工况下，分别对进气门关闭角度、排气门开启角度以及气门重叠角进行了计算和分析，计算结果可以为柴油机的改进、优化提供依据.     

冲压发动机二元混压式进气道工作特性分析

对某型冲压发动机二元混压式进气道进行了三维数值模拟。研究了不同来流及背压条件对进气道性能的影响,以及弹体气动性能对进气道工作特性的影响。结果表明,在宽广的飞行马赫数和空域范围内,进气道的性能差异很大;对于单独设计的进气道,安装在弹体上以后,其性能会出现明显下降;弹体附面层隔槽大小及轴向安装位置会对进气道性能产生较大影响。根据计算结果,可以为该进气道提供实验方案,并为其装配提供参考数据。     

冲压增程炮弹发动机工作性能分析

简述了冲压增程炮弹的增程原理，建立了固体燃料冲压发动机内流场的流动及燃烧模型；对60mm实验发动机内流场进行了数值模拟．并通过与国外实验数据的比较，证实了该模型正确；通过数值模拟结果分析人口空气状态对发动机推力和比冲性能的影响，所得结论对冲压增程炮弹的设计具有较强的理论指导意义。     

基于模糊控制的三通阀控缸系统仿真

针对非线性时变系统的控制要求,对零开口三通伺服阀控制差动缸系统进行仿真研究。根据三通阀控缸系统的物理模型和框图建立系统数学模型和动态方程,采用适合非线性时变系统控制要求的模糊控制策略,在二维模糊控制器的基础上建立了非线性系统仿真模型,并进行Simulink仿真。仿真结果表明:该模糊控制策略是合适的,能满足系统的控制性能。     

三偏心快关阀液压系统的动态特性仿真

针对以三偏心蝶阀作为快关阀系统的功能要求,设计快关阀液压系统,并建立仿真模型.该快关阀系统由启闭、控制及驱动3部分组成.要求系统可实现慢开、快关、游动和手动急停4种开关方式.为了使设计的液压系统能够满足系统的功能要求,需要对液压系统动态仿真.先进行快关阀开阀过程液压系统动态仿真,再进行关阀过程动态仿真.通过对该快关阀系统的动态响应试验实测表明,仿真与实测结果一致.     

磁链对异步电机直接转矩控制系统影响的仿真研究

异步电动机直接转矩控制的普遍问题是转矩脉动大，而磁链脉动是其主要原因。在分析了传统方法磁链对异步电机转矩和转速影响的基础上，采用一种新的直接转矩控制方法，完成系统硬件和软件设计，在克服逆变器死区带来的磁链脉动的前提下，能够比较平滑的建立磁链，形成逼近的圆形磁链轨迹。文章对该系统进行建模，并与两点式磁链调节器和传统方法进行仿真比较，证实该系统具有更好的磁链调节性能，使转矩脉动减小。     

进气形式对冲压发动机二次燃烧的影响

为增强冲压发动机补燃室内燃料与空气的掺混效果,提高二次燃烧效率,采用RNGk-ε湍流模型和单步快速化学反应,通过非结构网格上的SIMPLE算法,对不同进气形式的冲压发动机二次燃烧流场进行了数值模拟,获得了流场参数分布。研究表明采用一次进气方式和增加两进气道间夹角的方法均可增强燃料与空气在补燃室内的掺混效果,二次进气方式有利于补燃室的热防护。研究结果为冲压发动机的设计提供了一定参考。