液体火箭发动机的技术发展与展望

液体火箭发动机是空间活动的重要技术基础，为了满足下世纪空间活动商业化的需要，航天运载器对推进系统提出更高的要求，液体火箭发动机正面临着新的发展机遇和挑战，概述了液体火箭推进系统的主要技术问题，指出需要进行的一些改进和发展，以适应未来的需要。     

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.     

液体火箭发动机状态监控与故障诊断技术的发展

本文论述了发展液体火箭发机状态监控与故障诊断技术的重要意义；分析了国内外液体火箭发机主要故障模式；介绍了美国洛克达因公司在航天飞机主发动机上采用安全状态监控系统与故障诊断系统的技术发展情况。     

液体火箭发动机开发技术

本文概述了液体火箭发动机开发的必要性、存在问题和开发途径。给出了提高液体火箭发动机的措施和方法。介绍了大、中、小推力发动机的现状和需要研究的技术课题。     

美国弹用冲压发动机技术的进展

概括了美国液体和固体燃料冲压发动机及管道火箭技术的发展。评述了这项技术在实用性武器系统，主要是美国海军黄铜骑士和空军波马克面对空导弹系统中的应用。讨论了空中发射导弹冲压发动机技术的发展和有关飞行试验的结果。这些后来的计划主要侧重于美国整体式助推器概念和突胀燃烧系统的发展。在执行这些导弹系统计划时，还对高能硼燃料的高超音速超燃冲压发动机进行了广泛研究。但这些研究和发展工作一直受到美国政府研究经费周期性涨落的影响。先进空对空导弹管道火箭推进系统在经过８０年代末和９０年代初的广泛发展之后，现在又面临国防部投资的不稳，已为这种技术奠定的一点点工业基础都可能会消失。与世界各国再次醒悟到需要用这种推进技术提供超高性能的成熟系统而正在展开工作相比，美国却显得无动于衷。     

未来大推力液体火箭发动机的方案研讨

根据未来航天运载系统需求，提出采用液化天然气（甲烷、丙烷）作为大推力液体火箭发动机燃料的问题。重点对若干个三组元液体火箭发动机的系统方案进行分析比较。结论是：采用液氧－碳氢燃料－液氢的三组元、两工况液体火箭发动机是大推力液体火箭发展的新方向，为研制单级入轨的新型运载火箭提供新的系统方案     

织女星系列火箭动力系统方案发展研究

针对欧洲织女星（Vega）系列火箭的动力系统方案进行了研究，介绍了火箭固体动力系统和液体动力系统的技术方案、结构组成及工作原理。研究了该系列火箭动力系统的研制思路、应用经验。结果表明，织女星系列火箭的固体发动机发展大型整体式构型，研制过程中注重火箭总体与固体发动机性能的联合设计，并着力解决压力振荡、内弹道及后效推力精确预示问题。液体发动机依靠国际合作，并且注重研发独立自主技术，推动绿色无毒推进剂应用。得到了关于固体运载火箭未来发展的一些启示。     

航空航天发动机及运载器的技术现状及发展概况

推进技术是发展航天事业的基础。航空航天运载器的运载方式及其能力,取决于他们所依赖的推进技术。文中简要介绍了航空航天用的各种发动机,包括现代大型液体火箭发动机、吸气式发动机、及吸气+火箭组合发动机,不同运载方式的运载器,包括单级入轨SSTO及双级入轨TSTO运载器,并对他们进行简略评述及技术排队。     

发动机技术的发展动向

航空宇宙推进技术覆盖的领域很广,包括吸气式推进(涡喷发动机、冲压发动机、复合发动机和脉冲爆震发动机)、化学火箭推进(液体火箭发动机、固体火箭发动机)和非化学火箭推进(电力推进、离子发动机、电弧/MPD推进、激光推进)等广阔范围.要归纳、展望航空宇宙推进技术全领域的发展动向是很困难的.本文以吸气式发动机为中心,介绍冲压发动机、超燃冲压发动机、预冷式涡喷发动机、脉冲爆震发动机、超小型燃气涡轮发动机和未来风扇发动机的研究开发现状与今后的发展动向.     

应用神经网络识别液体火箭发动机的故障模式

简要介绍了神经网络的基本理论和误差后向传播算法，给出了应用神经网络的液体火箭发动机故障诊断系统框图，分析了液体火箭发动机的故障模型，提出了数据训练神经网络，为网络训练提供了新的途径。最后，基于模型数据，应用神经网络识别液体火箭发动机的几种故障模式。     

以YF-75发动机为平台的三组元液体火箭发动机系统设计

三组元火箭发动机是实现单级入轨的一项关键技术,是以液氧为氧化剂,以高密度的烃类燃料(如煤油)及液氢为燃料,在低高度飞行段采用三组元,在高空采用液氧/液氢双组元,提高了发动机的密度比冲.通过系统平衡计算设计的三组元发动机,建立在YF-75发动机的基础之上,充分继承了已有的液氢/液氧发动机的研制成果,是可以在短期时间内实现的三组元液体火箭发动机.     

液氢—液氧火箭发动机的推力测量

论述了氢氧发动机与常温推进剂发动机推力测量的不同点，环境影响，低温管路影响，发动机收缩影响及低温调试。针对低温对推力测量带来的影响、提出了解决问题的技术措施。     

液体火箭发动机涡轮泵状态监测与故障诊断系统研究

针对火箭发动机地面试车时间短、工作转速高且重复性不好的特点，根据实时性、有效性、可靠性、开放性与通用性的系统设计原则，研制了火箭发动机涡轮泵状态监测与故障诊断系统－－TCMD2000。该系统采用并行冗余结构，保证同步整周期采样的同时，实现了高速连续数据采集和存储，并应用了进动分析方法提高故障诊断的准确性。对TCMD2000系统进行了发动机试车故障监测考核。结果表明，所研制的TCMD2000系统达到了设计指标，适合火箭发动机的状态监测与故障诊断。在发动机研制过程中，对诊断发动机故障和排除故障发挥了作用。     

液体火箭发动机启动过程检测研究

建立了火箭发动机启动过程的RBF神经网络模型,将神经网络辨识方法与包络线方法结合,提出分层次检测方案,并根据大型液体火箭的故障仿真结果进行了仿真实例验证,较好地验证了检测方案及模型的有效性和实用性.     

液体火箭发动机寿命可靠性的贝叶斯下限

给出了液体火箭发动机寿命可靠性的贝叶斯下限,并与经典最优正则置信下限和目前工程上采用的置信下限进行了比较,结论是贝叶斯下限合理可用.     

固体火箭发动机比冲估算及界面程序实现

依据某推进剂热力计算结果和基于FLUENT软件平台的固体火箭发动机燃烧室和喷管两相流流场仿真得到的相关参数,根据比冲计算的相关理论,利用MATLAB图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)软件编制了发动机比冲预估算程序,利用该程序对某型号固体火箭发动机的比冲进行了预估。预估结果与实验值对比表明,该程序可以对发动机比冲进行较准确和快速的估算。     

固体推进剂药柱使用寿命的研究

对不同贮存期的固体火箭发动机药柱进行了力学性能试验,得到了推进剂有关力学性能贮存时间的变化规律,分析了固体药柱在生产、运输、贮存和点火燃烧过程的受载状态;对不同贮存期的固体药柱进行了应力、应变状态的分析和计算,结合靶场对贮存十年期以上导弹飞行情况,进行了固体火箭发动机推进剂药柱使用寿命的预示.     

火箭发动机起动过程动力学研究

根据新一代液体火箭发动机特点,建立系统主要组件的动态数学模型。考虑推进剂的低温特性,对发动机的起动过程进行了仿真研究,计算方法采用龙格-库塔法。仿真结果表明数学模型合理,从而为判断系统能否稳定工作提供依据。同时也为发动机设计、改进和试验提供一定的指导意义。     

喷射成型高强度铝合金在固体火箭发动机上的应用

将喷射成型高性能铝合金,用于固体火箭发动机的结构材料.计算与试验结果表明,喷射成型铝合金的室温比强度高于传统铝合金、钢,在试验所选定的部件上替代传统材料,用于固体火箭发动机的构件,通过了各种性能检测,减重55%~69%,表明喷射成型高性能铝合金在固体火箭发动机上应用前景广阔.