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吸气式发动机燃料研究进展及展望 被引量:6
1
作者 刘小勇 张香文 +4 位作者 方文军 马雪松 邹吉军 郭永胜 胡申林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2191-2195,共5页
针对航天吸气式发动机的发展趋势,分析了其对燃料能量密度、热沉、点火及燃烧等关键性能的要求。总结评述了国内外燃料性能改善的多种技术途径,如通过合成新型液体燃料和添加含能粒子提高燃料能量,借助添加剂和催化反应提高燃料热沉,通... 针对航天吸气式发动机的发展趋势,分析了其对燃料能量密度、热沉、点火及燃烧等关键性能的要求。总结评述了国内外燃料性能改善的多种技术途径,如通过合成新型液体燃料和添加含能粒子提高燃料能量,借助添加剂和催化反应提高燃料热沉,通过设计合成高反应性燃料分子和借助高活性添加剂缩短点火延迟和提高燃烧效率的技术途径等。提出了满足吸气式发动机近期及中期发展目标的燃料体系,包括积净热值达到60MJ/L的高能量密度燃料,满足长时间运行马赫5~6,马赫7~8,组合动力预冷发动机及马赫数>9飞行的燃料。 展开更多
关键词 吸气式发动机 高能燃料 合成燃料 高热沉燃料 易燃燃料
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吸气式发动机流道调节的影响 被引量:2
2
作者 柳长安 李平 张蒙正 《火箭推进》 CAS 2011年第4期24-27,共4页
随着吸气式发动机技术的发展,大包线飞行已成为基本要求,需要发动机采用流道调节技术以满足大包线范围内的高性能要求。另一方面,采用流道调节技术无疑又会带来系统复杂度的提升和结构尺寸/质量的增加,对发动机乃至飞行器的综合性能产... 随着吸气式发动机技术的发展,大包线飞行已成为基本要求,需要发动机采用流道调节技术以满足大包线范围内的高性能要求。另一方面,采用流道调节技术无疑又会带来系统复杂度的提升和结构尺寸/质量的增加,对发动机乃至飞行器的综合性能产生影响。为了进行流道调节影响分析,本文对以冲压发动机为动力的巡航导弹按假想飞行条件和不同流道参数条件进行了飞行器航程指标对比计算,对重要的结构质量环节进行了比较,结果表明调节系统附加结构质量对调节收益影响较大,超过一定的质量阀值后流道调节将失去意义。 展开更多
关键词 吸气式发动机 包线 流道 冲压发动机
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高超声速吸气式发动机的研究进展与发展趋势 被引量:7
3
作者 张新宇 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期478-480,共3页
关键词 高超声速吸气式发动机 推进技术 超燃冲压发动机
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吸气式发动机智能化技术发展及展望
4
作者 凌文辉 聂聆聪 +1 位作者 王欣悦 牟春晖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1-15,共15页
智能化技术是支撑未来吸气式发动机发展的重要技术手段,体现了一个国家高端装备的研发水平,可大幅度提高吸气式发动机的研发效率和质量。本文论述了智能化技术在吸气式发动机领域的研究现状,从智能设计、智能部件、智能感知、智能控制... 智能化技术是支撑未来吸气式发动机发展的重要技术手段,体现了一个国家高端装备的研发水平,可大幅度提高吸气式发动机的研发效率和质量。本文论述了智能化技术在吸气式发动机领域的研究现状,从智能设计、智能部件、智能感知、智能控制、智能自愈、智能维护六个维度分析了吸气式发动机存在的问题及技术挑战,给出了几个重点方向的发展建议及展望。 展开更多
关键词 吸气式发动机 智能化技术 发展 展望 综述
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吸气式发动机试验中空气流量的计算 被引量:4
5
作者 陆瑶 张立堂 于守志 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期489-492,共4页
为降低吸气式发动机试验中空气流量测量的计算误差 ,在分析三种常用的测量空气流量计算方法的基础上 ,提出了可压流温比修正算法和无方法误差的程序计算法 ,分析了各种方法的适用范围和方法误差。同时 ,提出了空气湿度、直接加热污染和... 为降低吸气式发动机试验中空气流量测量的计算误差 ,在分析三种常用的测量空气流量计算方法的基础上 ,提出了可压流温比修正算法和无方法误差的程序计算法 ,分析了各种方法的适用范围和方法误差。同时 ,提出了空气湿度、直接加热污染和管壁受热等对物性参数和管径的修正方法。结果表明 ,程序计算法没有误差 ,在高超声速飞行的模拟试验中尤为适用 ;可压流温比修正法可以在工程上代替程序计算法 ,在广阔的压比和来流总温条件下 ,其方法误差可以忽略。 展开更多
关键词 发动机试验 空气流 质量流量 流量测量 计算方法 计算误差 可压流温比修正算法 程序计算法 吸气式发动机
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吸气式发动机可调喷管调节片结构优化设计 被引量:4
6
作者 石波 盛刚 +2 位作者 黄雪刚 高超 付莉莉 《火箭推进》 CAS 2021年第3期52-59,共8页
针对某吸气式发动机可调喷管的扩张调节片开展结构优化研究。根据调节片加筋结构常规布局形式,用壳单元和梁单元来代表薄板和加强筋,建立参数化设计模型,开展多目标优化设计得到常规布局的结构设计方案。通过结构拓扑优化设计并对优化... 针对某吸气式发动机可调喷管的扩张调节片开展结构优化研究。根据调节片加筋结构常规布局形式,用壳单元和梁单元来代表薄板和加强筋,建立参数化设计模型,开展多目标优化设计得到常规布局的结构设计方案。通过结构拓扑优化设计并对优化结果进行二次建模,得到工程可行的结构优化方案。对2种方法得到结构方案进行对比,拓扑优化结构方案重量减少14.8%,最大变形减少38%,最大结构应力相当但结构应力分布更加均匀。拓扑优化设计得到的结构方案具有材料利用率高、结构轻、性能好的优点,对于喷管调节片薄壁加筋结构优化问题拓扑优化方法具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 吸气式发动机 可调喷管 扩张调节片 多目标优化设计 拓扑优化
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高超音速飞行器的先进的吸气式发动机
7
作者 Hewi.,FA 安心 《航空发动机》 1992年第4期43-53,共11页
关键词 高超音速 飞行器 吸气式发动机
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吸气式脉冲爆震发动机原理性试验研究 被引量:5
8
作者 陈文娟 张群 +4 位作者 严传俊 范玮 杨秉玉 孙雨超 曹宗华 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期26-30,共5页
设计了内径分别为60、70mm的两组吸气式两相脉冲爆震发动机,在略高于常压状态下成功进行了以汽油为燃料、以空气为氧化剂的吸气式两相脉冲爆震发动机原理性试验。进气道内采用无阀的进气结构,试验中在爆震管内部安装Shchelkin螺旋来促... 设计了内径分别为60、70mm的两组吸气式两相脉冲爆震发动机,在略高于常压状态下成功进行了以汽油为燃料、以空气为氧化剂的吸气式两相脉冲爆震发动机原理性试验。进气道内采用无阀的进气结构,试验中在爆震管内部安装Shchelkin螺旋来促进爆震波的生成,所测量的爆震波接近充分发展的C-J爆震波。内径60、70mm的发动机最高工作频率分别为152、0Hz。进气道内压强变化幅度在0.1MPa左右,说明所设计的进气道与爆震管匹配良好,这将为脉冲爆震发动机用于工程实际提供技术储备。 展开更多
关键词 吸气式发动机 脉冲爆震发动机 工作频率 爆震波压强 进气道 两相脉冲
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固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的建模及特征研究 被引量:32
9
作者 屠秋野 陈玉春 +2 位作者 苏三买 蔡元虎 蹇泽群 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期317-319,345,共4页
建立了固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计状态数学模型,提出了燃烧室燃气与空气配比的关系,分析了压气机增压比、涡轮进口燃气总温和涡轮落压比对燃烧室油气比的影响,以及固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计特点。基于涡轮压气... 建立了固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计状态数学模型,提出了燃烧室燃气与空气配比的关系,分析了压气机增压比、涡轮进口燃气总温和涡轮落压比对燃烧室油气比的影响,以及固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计特点。基于涡轮压气机功率平衡条件、静压相等的掺混条件和尾喷管流量匹配条件,建立了固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的非设计状态数学模型。 展开更多
关键词 固体推进剂吸气涡轮火箭发动机 设计状态 非设计状态 数学模型
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复合预冷吸气式火箭发动机热力循环分析 被引量:12
10
作者 郭海波 肖洪 +1 位作者 南向谊 逯婉若 《火箭推进》 CAS 2013年第3期15-20,共6页
采用热力学第一定律分析法分析了复合预冷吸气式火箭发动机(SABRE)的基本热力过程,得出了吸气模式和火箭模式下的理想循环功和热效率表达式,确定了影响发动机理想热力循环性能的特征参数。结果表明:吸气模式下SABRE核心机采用布雷顿循环... 采用热力学第一定律分析法分析了复合预冷吸气式火箭发动机(SABRE)的基本热力过程,得出了吸气模式和火箭模式下的理想循环功和热效率表达式,确定了影响发动机理想热力循环性能的特征参数。结果表明:吸气模式下SABRE核心机采用布雷顿循环,压气机的增压比和循环增温比是影响理想热力循环性能的关键参数;火箭模式下SABRE采用火箭发动机循环,喷管降压比和出口排气速度是影响理想热力循环性能的关键参数。氦气仅仅在发动机内通过换热器换热实现能量在各循环子系统之间的输运,而其本身并无变化,不对发动机的理想循环功和热效率产生影响。 展开更多
关键词 复合预冷吸气火箭发动机 热力循环 理想循环功 热效率
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空气深度预冷组合循环发动机吸气式模态建模及性能分析 被引量:11
11
作者 张建强 王振国 李清廉 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-9,共9页
针对空气深度预冷组合循环发动机——协同吸气式火箭发动机(Synergistic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE),采用部件法对其进行建模,匹配计算得到吸气式模态下飞行走廊内其性能参数变化规律,并研究其高度速度特性。计算模型可信度较... 针对空气深度预冷组合循环发动机——协同吸气式火箭发动机(Synergistic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE),采用部件法对其进行建模,匹配计算得到吸气式模态下飞行走廊内其性能参数变化规律,并研究其高度速度特性。计算模型可信度较高,推力误差小于6%,能够较为准确地模拟SABRE吸气式模态的性能参数。结果表明:SABRE兼具火箭发动机大推力和航空发动机高比冲的特点,吸气式模态下比冲介于21 300~27 380 m/s,随着高度速度的增大,其推力比冲先增大后减小;SABRE利用预冷器将入口空气温度降低,可使其空域速域拓宽至25 km、5Ma,满足高超声速飞行的动力需求;发动机速度下限由压气机最大流量决定,速度上限则由氦气回路减压器工作限制条件决定。 展开更多
关键词 协同吸气火箭发动机 吸气模态 部件法 参数匹配 高度速度特性
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吸气式脉冲爆震发动机壁温试验 被引量:4
12
作者 陈文娟 张群 +4 位作者 范玮 彭畅新 袁成 杨秉玉 严传俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期296-300,共5页
为了探索各频率下管壁温度随时间的变化趋势及爆震管外壁面的温度分布规律,对爆震室内径68mm,长2 000mm,以汽油为燃料、空气为氧化剂的吸气式脉冲爆震发动机进行试验,用热成像仪对稳定工作在10Hz,20Hz,40Hz下的管壁温度进行了监测。结... 为了探索各频率下管壁温度随时间的变化趋势及爆震管外壁面的温度分布规律,对爆震室内径68mm,长2 000mm,以汽油为燃料、空气为氧化剂的吸气式脉冲爆震发动机进行试验,用热成像仪对稳定工作在10Hz,20Hz,40Hz下的管壁温度进行了监测。结果表明:同一频率下随时间的增加壁面温度增加速度减小;热平衡时壁面温度随频率的增加而增长,10Hz,20Hz,40Hz热平衡时外壁面最高温度分别在726℃,1011.5℃,1159.5℃以上;热平衡前管壁温度的增长速度随频率的增加而增加,管壁温度的增长速度跟频率约成正比;爆震室上沿着压缩波叠加至形成爆震的方向,温度在外壁面上递增分布,在爆震形成区温度最高,从爆震形成区到发动机出口处,温度在外壁面上逐渐降低;各频率下最高温度区位置基本不变,距点火位置1 350mm左右;同一轴向位置上的外壁面温度随频率的增加而增加,温度的增长幅度随频率的增加而减小。 展开更多
关键词 吸气脉冲爆震发动机+ 频率 热成像仪 壁温
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固体推进剂吸气式涡轮发动机控制规律与特性 被引量:3
13
作者 陈玉春 梁振欣 +2 位作者 陈湘 屠秋野 商旭升 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期332-336,共5页
建立了用于控制规律研究的单变量控制和双变量控制的固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机(SPATR)特性计算模型,并编制了相应的计算程序。计算模型中采用了以试验数据为基础的燃烧室出口总温计算方法。利用程序分别计算了燃气流量不可调、燃... 建立了用于控制规律研究的单变量控制和双变量控制的固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机(SPATR)特性计算模型,并编制了相应的计算程序。计算模型中采用了以试验数据为基础的燃烧室出口总温计算方法。利用程序分别计算了燃气流量不可调、燃气流量可调、尾喷管喉部面积可调以及燃气流量和尾喷管均可调的不同控制规律的SPATR发动机速度特性,并分析了其特点。对SPATR发动机进行了双变量控制规律设计,得到了相应的燃气流量调节比和尾喷管喉部面积调节比。计算结果表明,按照所设计的双变量控制规律进行控制,SPATR具有很宽的飞行包线和更好的推力特性和比冲特性。 展开更多
关键词 固体推进剂吸气涡轮火箭发动机 控制规律 特性计算 双变量控制
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固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的气动热力循环分析(英文) 被引量:4
14
作者 屠秋野 丁朝霞 +1 位作者 陈玉春 蔡元虎 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期53-57,共5页
建立了固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计状态数值模型,提出了基于压气机增压比、涡轮前温度和涡轮落压比关系的燃烧室燃气与空气配比表达式,以及涡轮落压比和发动机涵道比的匹配关系。定量分析了压气机增压比、涡轮进口燃气总温、... 建立了固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的设计状态数值模型,提出了基于压气机增压比、涡轮前温度和涡轮落压比关系的燃烧室燃气与空气配比表达式,以及涡轮落压比和发动机涵道比的匹配关系。定量分析了压气机增压比、涡轮进口燃气总温、涵道比/涡轮落压比和飞行马赫数对固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机的单位推力和比冲的影响。 展开更多
关键词 固体推进剂吸气涡轮火箭发动机 数值模型 气动热力循环分析
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预冷组合循环发动机吸气式模态建模与性能分析 被引量:4
15
作者 唐靖博 杨庆春 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期15-28,共14页
为了对预冷组合循环发动机开展性能分析,以协同吸气式火箭发动机(SABRE 4)为研究对象,采用部件法建立了发动机稳态模型,计算获得了SABRE 4发动机在吸气式模态下沿飞行弹道的性能参数变化规律。然后对发动机的高度和速度特性进行研究,得... 为了对预冷组合循环发动机开展性能分析,以协同吸气式火箭发动机(SABRE 4)为研究对象,采用部件法建立了发动机稳态模型,计算获得了SABRE 4发动机在吸气式模态下沿飞行弹道的性能参数变化规律。然后对发动机的高度和速度特性进行研究,得到了发动机的飞行包线。计算结果表明,在吸气式飞行弹道内,核心机推力和比冲的变化分别为488~680kN和34786~46954m/s。SABRE 4发动机具备推力大和比冲高的性能优势。在预冷器工作过程中,随着飞行马赫数增大,预冷器换热量不断增大,进入预燃室的氢流量减小,预燃室总温降低,HX3的吸热量减小。与其他压气机和涡轮相比,空气压气机和氦涡轮的工作参数变化较大。SABRE 4发动机通过对来流空气进行预冷,可实现在大空域和宽速域内工作。由于空气压气机的喘振和堵塞边界限制,发动机的高度和速度特性分别存在飞行高度和飞行马赫数的限制。 展开更多
关键词 预冷组合循环发动机 协同吸气火箭发动机 稳态 吸气模态 部件法 高度和速度特性
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[火用]分析在协同吸气式火箭发动机中的应用 被引量:2
16
作者 屈原 徐旭 杨庆春 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1693-1701,共9页
为了研究协同吸气式火箭发动机(SABRE)循环系统的损失分布规律以及性能特性,针对SABRE4发动机系统开展了?分析,选择具有代表性的飞行马赫数Ma=4作为主要工况,研究不同工作参数对系统?损失分布和?效率的影响,通过调节?损失分布以获得最大... 为了研究协同吸气式火箭发动机(SABRE)循环系统的损失分布规律以及性能特性,针对SABRE4发动机系统开展了?分析,选择具有代表性的飞行马赫数Ma=4作为主要工况,研究不同工作参数对系统?损失分布和?效率的影响,通过调节?损失分布以获得最大?效率。研究结果表明:发动机?损失主要集中在燃烧过程和燃气排出,对于给定飞行条件,耗氢量越小,发动机?效率越大;当主路氢流量固定,调节预燃室氧燃比,存在合适的氧燃比使得发动机?效率最大;在给定主路氢流量条件下,发动机?效率随着飞行马赫数增大呈先增大后减小,在Ma=4附近达到最大,最大?效率为64.6%,对应的?损失分别为燃烧?损失16.2%,燃气排出?损失13.8%。通过对系统的?分析研究,明确了发动机内部损失分布。 展开更多
关键词 循环系统 损失分布 [火用]分析 [火用]损失 [火用]效率 协同吸气火箭发动机
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吸气式脉冲爆轰发动机混合室试验研究
17
作者 胡焰彬 翁春生 +2 位作者 白桥栋 杨建鲁 黄孝龙 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期161-166,共6页
为了优化和选择吸气式脉冲爆轰发动机的混合室结构,设计了不同长度的混合室以及不同结构的内部元件,包括细管蒸发器和掺混器。试验研究了混合室长度和内部元件对吸气式脉冲爆轰发动机的影响。结果表明,对于一定结构的吸气式脉冲爆轰发动... 为了优化和选择吸气式脉冲爆轰发动机的混合室结构,设计了不同长度的混合室以及不同结构的内部元件,包括细管蒸发器和掺混器。试验研究了混合室长度和内部元件对吸气式脉冲爆轰发动机的影响。结果表明,对于一定结构的吸气式脉冲爆轰发动机,存在一个最佳的混合室长度;混合室长径比为2.5时,爆轰效果最佳。 展开更多
关键词 吸气脉冲爆轰发动机 混合室 细管蒸发器 掺混器
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固体火箭冲压发动机的若干技术问题 被引量:19
18
作者 叶定友 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期470-473,共4页
简述了固体火箭冲压发动机类型及工作原理,总体评价了固体火箭冲压发动机发展时快时慢的原因,弹-机一体化设计、贫氧推进剂、进气道、转级机构、补燃室等设计中应注意的问题,提出了应加强的研究工作,即开展高能低沉积燃烧产物贫氧推进... 简述了固体火箭冲压发动机类型及工作原理,总体评价了固体火箭冲压发动机发展时快时慢的原因,弹-机一体化设计、贫氧推进剂、进气道、转级机构、补燃室等设计中应注意的问题,提出了应加强的研究工作,即开展高能低沉积燃烧产物贫氧推进剂研究;完善多种燃气流量调节装置方案,提高其可靠性;进一步开展一次燃烧和二次掺混燃烧的理论和实验研究,提高燃烧效率;尽快建立自由射流等试验研究手段,开展相关的研究工作;适时开展固体燃料冲压、固体超燃冲压及膏体冲压等发动机的研究,不断拓宽应用领域。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 吸气式发动机 贫氧推进剂
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某高超声速弹用发动机安装特性分析 被引量:1
19
作者 商旭升 蔡元虎 李京伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期99-102,109,共5页
为了评估飞行中发动机的推力与耗油率,在导弹总体设计时必须考虑发动机安装特性。文中基于对发动机总体性能与部件特性的分析,通过建立进气道附加阻力、喷管/后体阻力及进气道与发动机流量匹配计算模型,选择保持动压50kPa的飞行轨迹,对... 为了评估飞行中发动机的推力与耗油率,在导弹总体设计时必须考虑发动机安装特性。文中基于对发动机总体性能与部件特性的分析,通过建立进气道附加阻力、喷管/后体阻力及进气道与发动机流量匹配计算模型,选择保持动压50kPa的飞行轨迹,对导弹用发动机的安装阻力系数、发动机安装推力、安装耗油率进行了计算。结果表明:进、排气系统的外部阻力使推力降低,耗油率增加。 展开更多
关键词 预冷却吸气式发动机 安装性能 进气道阻力 喷管-后体阻力
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SPATR发动机循环参数选择与特性分析 被引量:2
20
作者 梁振欣 陈玉春 +1 位作者 黄兴鲁 屠秋野 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期528-532,559,共6页
为了更好地选择固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机(SPATR)的设计循环参数,以及拓宽SPATR发动机的工作范围,根据SPATR发动机的结构特点,建立了富燃燃气流量可调的SPATR发动机的性能计算数学模型,并编制了相应的计算程序。利用程序计算和分... 为了更好地选择固体推进剂吸气式涡轮火箭发动机(SPATR)的设计循环参数,以及拓宽SPATR发动机的工作范围,根据SPATR发动机的结构特点,建立了富燃燃气流量可调的SPATR发动机的性能计算数学模型,并编制了相应的计算程序。利用程序计算和分析了不同空燃比和涡轮进口参数下的SPATR发动机设计点性能,并以此对SPATR发动机设计点循环参数进行了合理的选择。利用程序分别计算了富燃燃气流量可调和不可调的SPATR发动机的高度、速度特性和节流特性,并对计算结果进行分析和比较。结果表明,富燃燃气流量可调节的SPATR发动机具有更好的高度、速度特性,并能够实现节流工况调节,满足飞行器对推力调节的需求。 展开更多
关键词 固体推进剂吸气涡轮火箭发动机 循环参数 数学模型 控制规律
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