PI控制的电动泵增压变推力火箭发动机系统仿真

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作者 胡润生 程玉强 吴建军 《载人航天》 CSCD 北大核心 2022年第4期462-470,共9页

基于电动泵增压变推力火箭发动机系统方案,构建了系统仿真模型,分析了不同工况启动过程的动态特性。同时根据变推力需求,设计了液氧路和甲烷路的电动泵质量流量PI控制器,对比分析了PI控制器对变推力过程中重要参数的影响。仿真结果表明... 基于电动泵增压变推力火箭发动机系统方案,构建了系统仿真模型,分析了不同工况启动过程的动态特性。同时根据变推力需求,设计了液氧路和甲烷路的电动泵质量流量PI控制器,对比分析了PI控制器对变推力过程中重要参数的影响。仿真结果表明:在启动过程中,甲烷质量流量、混合比和燃烧室温度在0〜1 s之间出现了不同程度的振荡和超调;同时,不同工况启动时,甲烷流量稳定时间存在差异,工况越大,流量达到稳定所用时间越短;电动泵质量流量PI控制器能够有效减小混合比和冷却后推力室壁面温度的超调,同时还能一定程度上抑制冷却通道内气体分数的高频振荡。PI控制器作用下启动过程混合比超调下降了约75%,而推力室壁面最高温度降低了约7 K。 展开更多

关键词 电动泵 变推力火箭发动机 PI控制器 启动过程 动态特性

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一种大范围变推力液体火箭发动机控制器的设计及实现 被引量：3

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作者 李红增 卢京潮 +1 位作者 王志刚 屈耀红 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2004年第6期14-17,共4页

提出一种大范围变推力液体火箭发动机的数字控制方案。首先设计了基于高低压转换方法的电磁阀加速驱动电路,并将μCOS-Ⅱ嵌入式操作系统移植到80C196KC单片机上;其次通过调参加死区补偿的控制方法,实现了发动机推力的大范围调节。半物... 提出一种大范围变推力液体火箭发动机的数字控制方案。首先设计了基于高低压转换方法的电磁阀加速驱动电路,并将μCOS-Ⅱ嵌入式操作系统移植到80C196KC单片机上;其次通过调参加死区补偿的控制方法,实现了发动机推力的大范围调节。半物理仿真结果表明,所设计系统的调节时间小于60ms,稳态误差不大于5%,能够满足系统的控制要求。 展开更多

关键词 变推力火箭发动机 嵌入式操作系统 控制器设计 PWM

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喉栓式变推力固体火箭发动机内弹道调节特性 被引量：11

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作者 武渊 何国强 +2 位作者 孙立刚 孙展鹏 苏建河 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期511-513,共3页

发展了一套电动伺服驱动的喉栓式变推力固体火箭发动机试验系统,研制了喉栓式变推力固体火箭发动机,进行了喉栓式变推力固体火箭发动机内弹道调节特性试验。试验研究表明,耐烧蚀喉栓的轴向运动可实时调节发动机内弹道特性,目前已实现压... 发展了一套电动伺服驱动的喉栓式变推力固体火箭发动机试验系统,研制了喉栓式变推力固体火箭发动机,进行了喉栓式变推力固体火箭发动机内弹道调节特性试验。试验研究表明,耐烧蚀喉栓的轴向运动可实时调节发动机内弹道特性,目前已实现压强的四级调节;发动机内弹道变化相对喉栓运动有一定延迟,但其延迟可为工程所接受。 展开更多

关键词 喉栓式变推力固体火箭发动机 内弹道 电伺服系统 调节特性

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双组元变推力液体火箭发动机的比冲特性 被引量：2

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作者 陈启智 《火箭推进》 CAS 2001年第1期1-6,26,共7页

变推力液体火箭发动机可以增大工作适应性和可操作性。对变推力发动机要求在变推力时具有高的比冲、稳定可靠和需要的响应特性。本文讨论了双组元变推力液体火箭发动机比冲的影响因素和在变推力情况下获得尽可能高的比冲的关键技术,介... 变推力液体火箭发动机可以增大工作适应性和可操作性。对变推力发动机要求在变推力时具有高的比冲、稳定可靠和需要的响应特性。本文讨论了双组元变推力液体火箭发动机比冲的影响因素和在变推力情况下获得尽可能高的比冲的关键技术,介绍了登月舱下降发动机 LMDE 的比冲特性。 展开更多

关键词 变推力液体火箭发动机 比冲特性

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控制流参数对涡流阀变推力固体发动机性能的影响 被引量：6

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作者 魏祥庚 何国强 +2 位作者 李江 陈剑 余晓京 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期571-575,共5页

以涡流阀变推力发动机为研究对象,利用涡流阀变推力发动机实验系统以及三维数值模拟,研究了控制流压强、流量、速度以及温度对推力调节性能的影响。研究结果表明:在其他条件一样的情况下,提高控制流的温度能够提高发动机的推力调节比;... 以涡流阀变推力发动机为研究对象,利用涡流阀变推力发动机实验系统以及三维数值模拟,研究了控制流压强、流量、速度以及温度对推力调节性能的影响。研究结果表明:在其他条件一样的情况下,提高控制流的温度能够提高发动机的推力调节比;提高控制流的流量会增加发动机的推力调节比;提高控制流的速度有利于提高发动机的推力调节比。 展开更多

关键词 固体推进剂火箭发动机 变推力火箭发动机 推力调节+ 涡流阀+ 数值仿真

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变推力固体火箭发动机战术导弹弹道优化研究 被引量：5

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作者 于建国 郑咏岚 《现代防御技术》 北大核心 2014年第4期20-23,38,共5页

在给定发射初始条件、目标逃逸方式及控制律条件下进行了导弹性能仿真,给出了采用变推力固体火箭发动机的战术导弹最大发射弹目距离和变推力固体火箭发动机二级推力所对应的关系,形成了仿真条件下的变推力发动机控制律,丰富了采用变推... 在给定发射初始条件、目标逃逸方式及控制律条件下进行了导弹性能仿真,给出了采用变推力固体火箭发动机的战术导弹最大发射弹目距离和变推力固体火箭发动机二级推力所对应的关系,形成了仿真条件下的变推力发动机控制律,丰富了采用变推力发动机的导弹制导律设计维数,并分析了发动机二级推力调节对弹道设计的影响,对采用变推力固体火箭发动机的导弹弹道优化设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 变推力固体火箭发动机 二级推力调节 战术导弹 弹道优化

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变推力液体火箭发动机中针栓喷注器研究综述 被引量：7

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作者 张波涛 李平 +1 位作者 王凯 杨宝娥 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1481-1489,共9页

为总结变推力液体火箭发动机中针栓喷注器的研究成果和梳理未来的发展方向,本文综述了该领域的研究进展。首先介绍了针栓喷注器的基本概念和研究意义,然后从设计原理、工程研制、雾化特性和燃烧特性等方面介绍了针栓喷注器的研究历史和... 为总结变推力液体火箭发动机中针栓喷注器的研究成果和梳理未来的发展方向,本文综述了该领域的研究进展。首先介绍了针栓喷注器的基本概念和研究意义,然后从设计原理、工程研制、雾化特性和燃烧特性等方面介绍了针栓喷注器的研究历史和现状,最后展望了针栓喷注器的发展趋势及需要研究的一些科学问题。分析表明,液液针栓喷注器、气液针栓喷注器的雾化特性和燃烧特性都还需持续开展研究。雾化特性中特别需要关注的是雾化角、混合特性和下漏率,还要探索针栓喷注器在反压下的雾化特性。燃烧特性中需要深入研究温度分布、火焰结构和燃烧稳定性。 展开更多

关键词 变推力液体火箭发动机 针栓喷注器 雾化特性 燃烧特性

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变推力液体火箭发动机推力调节技术研究综述及发展趋势 被引量：7

8

作者 姚照辉 范家璇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-14,共14页

系统梳理了国内外变推力液体火箭发动机调节控制技术的研究历程及研究现状,并结合我国航天动力研究基础,指出通过在主系统或副系统管路上设置液体或燃气流量调节装置、通过可调结构的针栓式喷注器同步对流量与压力进行匹配调节仍然是实... 系统梳理了国内外变推力液体火箭发动机调节控制技术的研究历程及研究现状,并结合我国航天动力研究基础,指出通过在主系统或副系统管路上设置液体或燃气流量调节装置、通过可调结构的针栓式喷注器同步对流量与压力进行匹配调节仍然是实现大范围变推力调节的两种主要手段;分析了变推力液体火箭发动机推力调节的关键技术及其解决途径,预测了未来一段时期内变推力液体火箭发动机及其调节技术发展趋势,提出了若干适合我国国情的研究建议,为我国低成本、可重复使用天地往返运输技术的发展和有关研究者开展研究工作提供一定的参考。 展开更多

关键词 可重复使用运载火箭 变推力液体火箭发动机 针栓式发动机 推力深度调节 一体式发生器/调节器

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液氧甲烷膨胀循环变推力发动机系统方案对比研究 被引量：2

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作者 崔朋 李清廉 +1 位作者 成鹏 张北辰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期106-115,共10页

当前对液氧甲烷膨胀循环变推力火箭发动机的研制难点和关键技术认识不够清楚,尤其是在大变比推力调节方案方面。基于整个发动机系统,采用理论计算方法,探讨甲烷膨胀做功能力以及变推力调节方案可行性。分别给出了单涡轮系统方案和双涡... 当前对液氧甲烷膨胀循环变推力火箭发动机的研制难点和关键技术认识不够清楚,尤其是在大变比推力调节方案方面。基于整个发动机系统,采用理论计算方法,探讨甲烷膨胀做功能力以及变推力调节方案可行性。分别给出了单涡轮系统方案和双涡轮系统方案,首次给出了不同工况下详细的系统状态参数分布,进行了对比分析,并探讨了甲烷做功能力随室压的变化规律。研究结果表明,甲烷做功能力随着室压的减小呈现先减小后增大的趋势,单涡轮和双涡轮系统方案均能够实现大范围推力调节;相比单涡轮方案,双涡轮方案能够更好地保证混合比,且甲烷气体做功能力利用效率更高,氧涡轮和燃料涡轮功率变化范围较窄,涡轮所处环境较为缓和,因此双涡轮系统方案具备一定优势。 展开更多

关键词 液氧甲烷 膨胀循环 变推力火箭发动机 单涡轮系统方案 双涡轮系统方案 对比研究

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线性可调汽蚀文氏管设计与数值仿真研究 被引量：5

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作者 唐飞 李永 +2 位作者 耿永兵 李文 林长杰 《空间控制技术与应用》 2013年第6期12-16,22,共6页

可调汽蚀文氏管是变推力火箭发动机实现推进剂流量和推力大范围调节的关键部件.在设计线性可调汽蚀文氏管模型的基础上,采用基于Rayleigh-Plesset方程的混合流体模型,进行了相关的数值分析.计算结果表明:设计的线性可调汽蚀文氏管可以... 可调汽蚀文氏管是变推力火箭发动机实现推进剂流量和推力大范围调节的关键部件.在设计线性可调汽蚀文氏管模型的基础上,采用基于Rayleigh-Plesset方程的混合流体模型,进行了相关的数值分析.计算结果表明:设计的线性可调汽蚀文氏管可以实现流量的大范围调节,并且流量与调节锥行程呈线性变化关系,满足设计要求. 展开更多

关键词 可调汽蚀文氏管 变推力火箭发动机 混合比调节 推进剂流量调节

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一种月球软着陆优化方法 被引量：3

11

作者 林胜勇 《上海航天》 北大核心 2008年第4期31-34,共4页

提出了一种用变推力火箭发动机实现月球定点软着陆轨道的优化方法。在软着陆加速度线性变化条件下,给出了位置速度状态参数以及推力加速度、推力和秒流量的计算模型,通过调整总飞行时间和着陆点位置实现了燃料消耗最小的优化。该法简单... 提出了一种用变推力火箭发动机实现月球定点软着陆轨道的优化方法。在软着陆加速度线性变化条件下,给出了位置速度状态参数以及推力加速度、推力和秒流量的计算模型,通过调整总飞行时间和着陆点位置实现了燃料消耗最小的优化。该法简单,易于工程化,适于用变推力火箭发动机在月球上实现定点软着陆的任务。算例证明了此法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 月球探测 软着陆 轨道 变推力火箭发动机 优化

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结构参数对可调节针栓喷注器喷雾特性的影响 被引量：2

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作者 张紫豪 吴继平 +1 位作者 成鹏 江燕平 《火箭推进》 CAS 2022年第5期9-17,共9页

为揭示结构参数对可调节针栓喷注器喷雾特性影响规律,综合采用高速摄影和Malvern技术,对液/液针栓喷注器进行雾化试验,分析阻塞比、套筒扩张角等结构参数对流量系数、喷雾锥角和SMD等指标的影响。试验结果表明:阻塞比和套筒扩张角对流... 为揭示结构参数对可调节针栓喷注器喷雾特性影响规律,综合采用高速摄影和Malvern技术,对液/液针栓喷注器进行雾化试验,分析阻塞比、套筒扩张角等结构参数对流量系数、喷雾锥角和SMD等指标的影响。试验结果表明:阻塞比和套筒扩张角对流量系数影响较大;动量比相同时,阻塞比对喷雾锥角、SMD及空间分布影响较为显著,是由于局部动量比改变所致,阻塞比越大,喷雾锥角越小,SMD越大;喷雾越往下游发展,SMD越小;套筒扩张角会对喷雾锥角、SMD产生影响,套筒扩张角越大,喷雾锥角越小,SMD越大,套筒扩张角降低至小于90°时,SMD会明显降低。通过上述结果可以发现,在一定的动量比下,采取氧化剂中心式针栓喷注器适当增大、燃料中心式针栓喷注器适当减小阻塞比和套筒扩张角的方法,可获取合适的喷雾空间分布和滴液尺寸,实现喷雾雾化性能的提升。 展开更多

关键词 变推力液体火箭发动机 针栓喷注器 喷雾特性 阻塞比 套筒扩张角 雾化试验

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