微型热机、燃气涡轮、火箭发动机——美国麻省理工学院(MIT)微型发动机研究计划 被引量：2

1

作者 宁建华 《火箭推进》 CAS 2004年第3期42-52,共11页

介绍了MIT以MEMS系统为基础正在研制的燃气涡轮机、涡轮发生器和火箭发动机的进展情况。由于采用半导体工艺技术批量生产,所以这些发动机以常规、全尺寸发动机能量密度相同的微型高速旋转机械为基础。微型燃气涡轮设计为在10g/h H_2燃... 介绍了MIT以MEMS系统为基础正在研制的燃气涡轮机、涡轮发生器和火箭发动机的进展情况。由于采用半导体工艺技术批量生产,所以这些发动机以常规、全尺寸发动机能量密度相同的微型高速旋转机械为基础。微型燃气涡轮设计为在10g/h H_2燃料消耗的情况下可产生10～20W 电能或0.05～0.1N 推力、直径为1cm、厚度为3mm 的SiC 热机。后来研制的采用烃燃料的热机可产生100W 电能。相同尺寸的液体双组元火箭发动机可产生大于13.3N 的推力,火箭发动机与涡轮泵和控制阀集成在同一芯片上。由分析和试验可知,该微型热机是可行的,这些装置创立了推进技术、流体控制和袖珍能量发生器的新概念。 展开更多

关键词 微型热机 微型双组元火箭发动机

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小推力双组元火箭发动机中壁面液膜数值模拟 被引量：4

2

作者 符鹏飞 侯凌云 +2 位作者 巴延涛 毛晓芳 汪凤山 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期299-304,共6页

在航天推进器中,推进剂在燃烧室内的气液两相流动与燃烧过程直接关系到燃烧性能和冷却性能的好坏,对推进器的整体性能具有重要影响.对小推力甲基肼/四氧化二氮双组元液体火箭推力室内液体推进剂在壁面液膜的形成和发展进行了数值计算.... 在航天推进器中,推进剂在燃烧室内的气液两相流动与燃烧过程直接关系到燃烧性能和冷却性能的好坏,对推进器的整体性能具有重要影响.对小推力甲基肼/四氧化二氮双组元液体火箭推力室内液体推进剂在壁面液膜的形成和发展进行了数值计算.结果表明,液膜对燃烧室壁面起到了很好的冷却作用,液膜向前后两个方向发展,在2.0,ms内液膜质量和厚度达到最大值,随着燃烧室内温度的升高,液膜厚度和质量呈现震荡下降. 展开更多

关键词 壁面液膜 双组元火箭发动机 湍流燃烧 数值模拟

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微型固体火箭脉冲发动机两相流数值模拟 被引量：3

3

作者 张涵 李旭昌 王宏宇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期131-134,共4页

应用欧拉-拉格朗日模型对某弹用微型固体火箭脉冲发动机进行两相流模拟,建立了三维空间的物理模型和数学模型,研究了纯气相和1~50μm不同直径颗粒对脉冲发动机性能参数的影响。数值模拟结果表明,气相的惯性作用使发动机内流场呈现不均... 应用欧拉-拉格朗日模型对某弹用微型固体火箭脉冲发动机进行两相流模拟,建立了三维空间的物理模型和数学模型,研究了纯气相和1~50μm不同直径颗粒对脉冲发动机性能参数的影响。数值模拟结果表明,气相的惯性作用使发动机内流场呈现不均匀分布,不同直径的颗粒在内流场中的分布情况不一样。在同一质量分数下,颗粒直径越大,对气相的传热和阻碍作用就越小,颗粒直径越小,粒子的随流性越好,与气相能量和动量的交换越显著。 展开更多

关键词 微型固体火箭脉冲发动机 两相流 数值模拟

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双组元液体火箭发动机推力室材料研究进展 被引量：24

4

作者 王娜 李海庆 +2 位作者 徐方涛 阴中炜 张绪虎 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1-8,共8页

针对双组元液体火箭发动机,综述了难熔金属材料、贵金属材料、高性能复合材料三大推力室材料体系的研究进展,介绍了三大体系材料主要的制备技术和应用,讨论了使用局限性,并对推力室材料的发展趋势进行了展望。

关键词 双组元液体火箭发动机 推力室 难熔金属 贵金属 复合材料

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双组元变推力火箭发动机喷注器改进设计 被引量：9

5

作者 邢馥源 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第2期40-43,共4页

液体双组元变推力火箭发动机单针阀喷注器,具有快速响应等明显优势,但同时存在组元比偏差过大和关机不可靠两个固有缺点.本文在分析研究其流量特性的基础上,对单针阀喷注器进行了改进设计,提出了双针阀方案,克服了上述两个缺点.

关键词 双组元推进剂 火箭发动机 喷嘴 设计

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双组元微型变轨发动机 被引量：3

6

作者 葛国华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期7-10,共4页

介绍了本所研制的微型变轨发动机，其主要技术特点是双组元差动式电磁阀、层板喷注器、Ｃ／Ｃ推力室以及喷注器与推力室的焊接联接。试车表明，该发动机性能稳定、工作可靠，满足设计要求。

关键词 双元推进剂 火箭发动机 微型 变轨控制

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小型地球可贮存双组元液体火箭发动机不稳定燃烧

7

作者 周军 王衍方 《火箭推进》 CAS 1994年第3期21-27,共7页

22N 双组元液体火箭发动机采用四氧化二氮和一甲基肼为推进剂,在这样小的发动机中认为产生一次切向不稳定燃烧是不可能的,因为,这需要有极高的振荡频率。1991年,一台22N 火箭发动机在常规的验收试验中,遇到燃烧室被烧毁时,就否认了是高... 22N 双组元液体火箭发动机采用四氧化二氮和一甲基肼为推进剂,在这样小的发动机中认为产生一次切向不稳定燃烧是不可能的,因为,这需要有极高的振荡频率。1991年,一台22N 火箭发动机在常规的验收试验中,遇到燃烧室被烧毁时,就否认了是高频不稳定引起的。由于缺乏高灵敏的测试仪器和基于高振荡频率的一次切向不稳定燃烧是不可能产生的认识,因此,进行了大量的故障原因分析工作。后来的研究结果证明,50000Hz 频率左右的一次切向不稳定燃烧是能够出现的。而改变喷注器集液腔容积和应用亥姆霍兹谐振器,便能成功地消除这种类型的不稳定燃烧。 展开更多

关键词 双组元液体火箭发动机 不稳定燃烧

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固体火箭发动机直列式点火系统设计 被引量：10

8

作者 袁士伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1059-1062,1067,共5页

介绍了与直列式火工品相关的美国军标以及我国在固体火箭发动机直列式点火系统研究方面的现状,概述了直列式点火系统概念和优点。对以硼/硝酸钾为始发药的直列式点火系统进行了设计计算,初步计算结果是冲击飞片速度约为3500m/s。而试验... 介绍了与直列式火工品相关的美国军标以及我国在固体火箭发动机直列式点火系统研究方面的现状,概述了直列式点火系统概念和优点。对以硼/硝酸钾为始发药的直列式点火系统进行了设计计算,初步计算结果是冲击飞片速度约为3500m/s。而试验表明在此冲击飞片速度下,本文设计的固体火箭发动机用直列式点火系统能够将硼/硝酸钾点火药可靠点火。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 直列式点火 微型脉冲功率装置 冲击片点火管 硼/硝酸钾(BPN)

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轨控发动机喉部高温问题分析与抑制方法

9

作者 李剑锐 苏航 +2 位作者 刘昌国 陈泓宇 叶奕翔 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期132-140,共9页

针对发动机在稳态试车点火过程中出现的喉部单侧局部高温和焊缝温度阶跃升高的现象,导致身部涂层寿命衰减及产生了局部应力,严重危害发动机可靠性的问题,采用CFD仿真对头部喷注器结构建模,结合流阻数学模型进行优化分析,优化流道内的分... 针对发动机在稳态试车点火过程中出现的喉部单侧局部高温和焊缝温度阶跃升高的现象,导致身部涂层寿命衰减及产生了局部应力,严重危害发动机可靠性的问题,采用CFD仿真对头部喷注器结构建模,结合流阻数学模型进行优化分析,优化流道内的分配结构,实现降低喷注流阻的同时改善撞击对流量造成的不均匀性问题,并通过调整撞击参数,优化燃烧组织和边区液膜冷却方案,优化边区混合比,同时降低了喉部温度和周向温差。改进后的发动机经过试验验证,在性能不变的情况下使高空模拟热试车喉部温度由近1500℃下降至1270℃,头身焊缝处温度由520℃下降至310℃,发动机身部周向温度差控制在50℃以内,有效地解决了发动机喉部的高温问题,提升了发动机的使用寿命和工作可靠性。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 双组元 身部高温 可靠性

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一种用于卫星主推进器的高性能液体火箭发动机 被引量：1

10

作者 李军 《火箭推进》 CAS 2002年第3期47-51,59,共6页

随着卫星和其它空间飞行器质量的增加以及在轨时间的延长,要求整体式推进系统中的主推进器具有更高的性能。因此就有了为满足提高发动机比冲的要求而开发的改进性能的445N双组元液体火箭发动机Model R-4D-14,通过鉴定已经证实了这种发... 随着卫星和其它空间飞行器质量的增加以及在轨时间的延长,要求整体式推进系统中的主推进器具有更高的性能。因此就有了为满足提高发动机比冲的要求而开发的改进性能的445N双组元液体火箭发动机Model R-4D-14,通过鉴定已经证实了这种发动机的比冲为3161±20m/s及超过30000秒的使用寿命。通过使用由Ultramet开发的专利产品—化学气相沉积铱作内衬的铼燃烧室,该款发动机已经达到了较高的比冲性能,同时这种材料和一个下垂式分级燃烧室(预燃室)结合强化燃烧过程,消除在未反应燃烧产物与铱衬里之间的任何潜在的化学反应及腐蚀。445N高性能远地点液体火箭发动机(HPLAE)Model R-4D-14通过飞行试验已经证明了用于休斯601HP及702卫星是合格的。另外一项研究将着手开发使用四氧化二氮、肼为推进剂的Model R-4D-16HiPAT^(TM)发动机,通过测试已经证明这种发动机在混合比从0.7到1.3、推进剂在4℃～38℃及推力在310～560N的变化范围内具有3207.9m/s的比冲。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 双组元 卫星推进

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高性能的400N MMH/NTO双组元远地点发动机

11

作者 王衍方 《火箭推进》 CAS 2000年第4期47-59,共13页

本文介绍了 Dasa(戴姆勒-奔驰宇航公司)新型的400N 远地点发动机鉴定试验结果。该发动机采用 MMH/N_2O_4地球可贮存推进剂,其比冲比 Dasa 第一代再生冷却的远地点发动机至少提高98m/s。根据 Dasa 10N 推力室的经验,新型的400N 发动机也... 本文介绍了 Dasa(戴姆勒-奔驰宇航公司)新型的400N 远地点发动机鉴定试验结果。该发动机采用 MMH/N_2O_4地球可贮存推进剂,其比冲比 Dasa 第一代再生冷却的远地点发动机至少提高98m/s。根据 Dasa 10N 推力室的经验,新型的400N 发动机也采用了无涂层的铂合金推力室,同时喷注器也进行了改进,能够满足性能指标要求。一台发动机完成了鉴定试验,先进行一般的验收试验,接着进行鉴定试验。经充分的验证表明,发动机在420N、入口压力1.7MPa 状态下,额定比冲3116m/s.在鉴定试验中,发动机共消耗推进剂2663kg,重复点火起动128台次,并完成10个完整的热循环。最长工作时间4000s,热和冷的推进剂入口温度45℃和0℃。He 气引入的发动机稳定性评定,高温起动能力以及从1.3MPa 至2.0MPa 的供应压力的变化等,均作为鉴定试验大纲的内容。本文阐述了鉴定试验的结果,并进行了讨论。另外,还报告了三台发动机在轨飞行结果。 展开更多

关键词 远地点发动机 双组元火箭发动机 发动机试验

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空间飞行器姿控发动机布局方式的优选 被引量：2

12

作者 胡小平 王中伟 张育林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期15-19,共5页

在液体推进剂动力系统质量模型的基础上,针对采用双组元推进剂姿控发动机的空间飞行器,在总有效控制冲量和有效冲量矩一定的条件下,提出了优选动力系统总质量最轻的姿控发动机布局方案的一种途径。

关键词 双组元 火箭发动机 姿控火箭发动机 布局

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姿控发动机静态特性分析 被引量：1

13

作者 李晓瑾 辛坤 《火箭推进》 CAS 2003年第4期24-29,共6页

通过建立液体火箭姿控发动机静态数学模型,计算了典型双组元液体姿控发动机的静态特性,包括各干扰因素对发动机性能的影响、发动机的极限推力和整机试车推进剂耗量。并以热试车为例,将计算结果与试车结果进行了比较。结果证明,用该模型... 通过建立液体火箭姿控发动机静态数学模型,计算了典型双组元液体姿控发动机的静态特性,包括各干扰因素对发动机性能的影响、发动机的极限推力和整机试车推进剂耗量。并以热试车为例,将计算结果与试车结果进行了比较。结果证明,用该模型计算结果与实际试验值偏差完全在可接受范围内。 展开更多

关键词 液体火箭双组元姿控发动机 静态特性 分析计算

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微型固体火箭燃烧室瞬态温度场数值分析 被引量：1

14

作者 周超 郑亚 周长省 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第SA期1166-1167,1171,共3页

文中根据微型火箭发动机的实际工作状态,建立了一种传热模型,以此为依据计算了发动机工作时的瞬态温度场。比较采用铜、铁和铝这三种外壳材料时系统的温度分布,并分析了对药柱燃烧稳定性的影响,这些结果对设计时选择材料有重要参考意义。

关键词 微型火箭发动机 燃烧室 传热 数值模拟

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甲烷/氧气双组元微型推力室的实验研究

15

作者 李军伟 钟北京 +1 位作者 熊耀宇 王宁飞 《火箭推进》 CAS 2007年第6期1-6,共6页

为研究微小推力室的工作特点,建立了双组元微小推力室的地面实验装置和数据采集系统。在内径为4mm,喉部直径为0.4mm的微小推力室内,采用氧气和甲烷气体作为推进剂进行了点火热试车,实时测量燃烧室压力和壁面的温度分布。实验结果表明,... 为研究微小推力室的工作特点,建立了双组元微小推力室的地面实验装置和数据采集系统。在内径为4mm,喉部直径为0.4mm的微小推力室内,采用氧气和甲烷气体作为推进剂进行了点火热试车,实时测量燃烧室压力和壁面的温度分布。实验结果表明,在富燃工况下,随着混合比的升高,燃烧温度和燃烧室压力逐渐升高;当混合比一定时,随着总流量的增加,燃烧室压力增加,微小推力室的推力和比冲也在升高。微小推力室的真空推力达到120mN,真空比冲达到了240s。 展开更多

关键词 微小推力室 双组元火箭发动机 热试车 甲烷 氧气

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微型推进系统技术方案研究 被引量：6

16

作者 韩先伟 周军 +2 位作者 唐周强 郭斌 张恩昭 《火箭推进》 CAS 2005年第1期1-7,共7页

将微机电系统(MEMS)技术应用于微推进系统可以降低成本,减少风险,并可满足微型航天器对性能、体积和质量等的特殊要求。本文针对微电热推力器(FMMR)和微型双组元液体火箭发动机的技术方案进行研究,采用直接蒙特卡罗(DSMC)方法,对影响FMM... 将微机电系统(MEMS)技术应用于微推进系统可以降低成本,减少风险,并可满足微型航天器对性能、体积和质量等的特殊要求。本文针对微电热推力器(FMMR)和微型双组元液体火箭发动机的技术方案进行研究,采用直接蒙特卡罗(DSMC)方法,对影响FMMR工作特性的因素进行了研究,并对其进行了性能评估;应用商用FLUANT软件,计算并分析了二维喷管流场的附面层情况;对无毒液体推进剂进行点火试验选择。研究结果表明,对于FMMR当采用H2O作为推进剂工质,比冲为68.247s,推力为0.225mN,效率为52.6%。通过采取其它措施可以进一步提高比冲、推力和效率。对于微型双组元液体火箭发动机,采用醇类作燃料时,起动平稳、响应时间短。通过系统集成和一体化设计,微推进系统在未来微型航天器上具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 微机电系统 MEMS 微电热推进 微型双组元液体火箭发动机 直接蒙特卡罗方法

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微型固体脉冲推力器内弹道性能的实验研究 被引量：13

17

作者 张平 周生国 +2 位作者 张训文 刘玉群 周海清 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期35-38,共4页

对高速动能导弹飞行姿态控制和弹道修正用的多管微型固体脉冲推力器的内弹道性能进行了试验研究。其中，以单管挂药式结构的试验为主，并以贴壁粘结式结构试验作为对比分析。试验结果表明，所设计的原理样机工作正常，可进行重复试验；... 对高速动能导弹飞行姿态控制和弹道修正用的多管微型固体脉冲推力器的内弹道性能进行了试验研究。其中，以单管挂药式结构的试验为主，并以贴壁粘结式结构试验作为对比分析。试验结果表明，所设计的原理样机工作正常，可进行重复试验；单管挂药式结构的各项内弹道性能均满足指标，且数据重复性好。但由于挂药引起的燃烧后期的碎药损失和挂药段装药后期的低压燃烧，使挂药式结构的比冲效率较低。 展开更多

关键词 固体推进剂 火箭发动机 微型 内弹道性能

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微型脉冲推力器点火启动过程计算与点火药量选择 被引量：13

18

作者 周海清 张平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期276-279,共4页

建立了微型脉冲推力器点火启动模型,模型中考虑了两相流动和颗粒对推进剂表面的冲击传热。根据数值计算结果,给出了不同产物颗粒含量下的点火药量选择参考范围。该参考范围对于产物颗粒含量小于50%的点火药是适用的;由于过多的颗粒含量... 建立了微型脉冲推力器点火启动模型,模型中考虑了两相流动和颗粒对推进剂表面的冲击传热。根据数值计算结果,给出了不同产物颗粒含量下的点火药量选择参考范围。该参考范围对于产物颗粒含量小于50%的点火药是适用的;由于过多的颗粒含量将对装药表面产生强烈的热力冲蚀破坏作用,产物颗粒含量超过50%的点火药不适合微型火箭发动机。 展开更多

关键词 微型脉冲推力器 点火药 火箭发动机 推进剂 装药 传热 数值计算 颗粒含量 产物 动模

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微型固体脉冲推力器内弹道数值计算与分析 被引量：1

19

作者 周海清 尤政 张平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期89-91,共3页

为预示微型固体脉冲推力器内弹道特性,采用数值计算模拟了推力器内弹道全过程,模拟过程考虑了瞬态燃烧的影响,采用了不同压力范围的稳态燃速数据,对不同的计算方案进行了比较,分析结果表明瞬态燃烧对推力器内弹道特性影响较小,准确的推... 为预示微型固体脉冲推力器内弹道特性,采用数值计算模拟了推力器内弹道全过程,模拟过程考虑了瞬态燃烧的影响,采用了不同压力范围的稳态燃速数据,对不同的计算方案进行了比较,分析结果表明瞬态燃烧对推力器内弹道特性影响较小,准确的推进剂高压力范围稳态燃速是影响微型固体脉冲推力器内弹道特性预示的主要影响因素。 展开更多

关键词 微型火箭发动机 脉冲推力器 内弹道 数值分析 推进剂

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推力室中压力剧烈振荡区域的燃烧特性分析 被引量：4

20

作者 尕永婧 张会强 王希麟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期785-789,共5页

在不施加任何扰动的情况下,对液氧/煤油双组元液体火箭发动机模型燃烧室进行三维非稳态数值模拟,获得了其中的压力自激振荡现象。基于定义的能够辨识定容和定压燃烧特征的第三邓克尔数分析了压力剧烈振荡区域的燃烧特性。结果表明,在压... 在不施加任何扰动的情况下,对液氧/煤油双组元液体火箭发动机模型燃烧室进行三维非稳态数值模拟,获得了其中的压力自激振荡现象。基于定义的能够辨识定容和定压燃烧特征的第三邓克尔数分析了压力剧烈振荡区域的燃烧特性。结果表明,在压力剧烈振荡区域内,第三邓克尔数取值很大,即发生了准定容燃烧或介于定容和定压之间的燃烧过程。可见尽管液体火箭发动机燃烧室整体表现为定压燃烧特性,但在头部附近区域出现了局部具有非定压特性的燃烧过程,其产生的压力膨胀波来不及迅速传播而使当地的压力迅速升高,形成了定容弹效应,从而导致了燃烧不稳定性的发生。该压力峰的传播及其与室壁相互作用在燃烧室中产生声学不稳定性,与研究燃烧不稳定性的定容弹试验机理相同。 展开更多

关键词 燃烧不稳定性 双组元液体火箭发动机 定容燃烧 定压燃烧 第三邓克尔数+

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