液氧煤油高压补燃循环发动机深度变推力系统方案研究 被引量：30

1

作者 谭永华 杜飞平 +1 位作者 陈建华 张淼 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1201-1209,共9页

鉴于重复使用运载器对动力系统的技术需求,以我国新一代运载火箭主动力液氧煤油高压补燃循环发动机为研究对象,建立了多参数、非线性以及强耦合的发动机系统仿真平台。在分析国内外变推力液体火箭发动机技术特点的基础上,根据液氧煤油... 鉴于重复使用运载器对动力系统的技术需求,以我国新一代运载火箭主动力液氧煤油高压补燃循环发动机为研究对象,建立了多参数、非线性以及强耦合的发动机系统仿真平台。在分析国内外变推力液体火箭发动机技术特点的基础上,根据液氧煤油发动机单路推力调节的仿真结果,首次提出了发生器燃料路流量调节器调节、主涡轮前燃气分流以及氧化剂主路节流等相结合,并辅助以气体乳化提高喷注器压降的组合深度推力调节方案。仿真结果表明:发动机推力调节能力可达10:1,且能实现多次点火起动,具有性能高、调节范围大的优点。 展开更多

关键词 重复使用运载器 变推力发动机 液氧煤油补燃发动机 系统仿真 推力调节

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富氧补燃循环液氧煤油发动机深度推力调节方案对比分析 被引量：5

2

作者 王海燕 邢理想 +1 位作者 高玉闪 陈文 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第3期389-396,共8页

针对富氧补燃循环液氧煤油发动机目前推力调节范围窄的问题,以某型富氧补燃循环液氧煤油发动机为原型,建立了发动机非线性静态数学模型,利用Matlab计算分析了5种推力调节方案,其中调节推力室供应路流量的方案不可行;调节燃气发生器燃料... 针对富氧补燃循环液氧煤油发动机目前推力调节范围窄的问题,以某型富氧补燃循环液氧煤油发动机为原型,建立了发动机非线性静态数学模型,利用Matlab计算分析了5种推力调节方案,其中调节推力室供应路流量的方案不可行;调节燃气发生器燃料路流量会引起燃气发生器混合比严重偏离稳定工作点;联合调节燃气发生器燃料路和氧路流量使得系统复杂;调节涡轮燃气流量可获得较宽推力调节范围,未来将针对该调节方案开展技术研究。 展开更多

关键词 富氧补燃循环 液氧煤油发动机 推力深度调节特性 涡轮燃气分流

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液氧/煤油补燃火箭发动机整流栅应用研究 被引量：10

3

作者 陈建华 李龙飞 +1 位作者 周立新 孙宏明 《火箭推进》 CAS 2007年第2期1-6,共6页

介绍了液氧/煤油补燃火箭发动机整流栅的各种结构,简要叙述了空气吹风模拟试验研究方法与研究结果。利用Fluent软件对燃气弯管内流场进行了数值模拟,分析其流动与压力分布。建立了发动机整流栅声学特性的计算模型,采用变步长四阶龙格-... 介绍了液氧/煤油补燃火箭发动机整流栅的各种结构,简要叙述了空气吹风模拟试验研究方法与研究结果。利用Fluent软件对燃气弯管内流场进行了数值模拟,分析其流动与压力分布。建立了发动机整流栅声学特性的计算模型,采用变步长四阶龙格-库塔数值逼近方法计算声导纳,并对整流栅抑制高频燃烧不稳定性的机理进行了初步探讨。结果表明,整流栅除了影响燃气入口总压的均匀性之外,还可起到抑制高频燃烧不稳定性的作用。 展开更多

关键词 液氧/煤油补燃发动机 整流栅 流场数值模拟 声学特性 冷吹风试验 高频 燃烧不稳定性

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500t级液氧煤油补燃发动机起动过程仿真研究 被引量：6

4

作者 李程 杨永强 +1 位作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2014年第6期1-7,共7页

500t级液氧煤油补燃发动机是我国首台采用双推力室方案、自身分级起动方式的重型液体火箭发动机。结合重型发动机特点建立了描述发动机起动过程的数学模型,通过数值仿真分析了影响发动机起动特性的主要因素,确定了发动机的起动方案。研... 500t级液氧煤油补燃发动机是我国首台采用双推力室方案、自身分级起动方式的重型液体火箭发动机。结合重型发动机特点建立了描述发动机起动过程的数学模型,通过数值仿真分析了影响发动机起动特性的主要因素,确定了发动机的起动方案。研究结果表明:液氧主阀和发生器燃料阀打开时差应确保发生器点火在氧头腔充满后进行;流量调节器的转初级起始时间应早于推力室建压时间;燃料节流阀转大流量应在发动机起动受控段进行。 展开更多

关键词 液氧煤油发动机 双推力室 补燃循环 起动 数值仿真

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液氧/煤油补燃火箭发动机氧路低频动特性分析 被引量：11

5

作者 邢理想 杜大华 李斌 《火箭推进》 CAS 2009年第5期24-28,共5页

液体火箭发动机氧路系统低频动特性研究是进行运载火箭POGO振动分析和判别的必要工作。以某型液氧/煤油补燃循环火箭发动机为研究对象,采用模块化建模方法建立了基于自动控制理论的发动机氧路系统线性小偏差的传递矩阵模型,分别对发动... 液体火箭发动机氧路系统低频动特性研究是进行运载火箭POGO振动分析和判别的必要工作。以某型液氧/煤油补燃循环火箭发动机为研究对象,采用模块化建模方法建立了基于自动控制理论的发动机氧路系统线性小偏差的传递矩阵模型,分别对发动机氧路系统和试车台氧化剂输送系统动特性进行数值仿真,并对比分析了试车数据和仿真结果。研究表明,数学模型和计算方法具有一定的正确性;熵波对系统的低频动特性有一定影响。 展开更多

关键词 液氧/煤油补燃火箭发动机 低频动特性 传递矩阵 POGO 数值仿真

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全流量补燃循环液氧甲烷发动机系统方案研究 被引量：11

6

作者 王海燕 高玉闪 邢理想 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第2期236-242,共7页

为了在现有火箭发动机的技术条件下,研制高性能、高可靠性、重复使用的液氧甲烷发动机,采用与液氧煤油和液氧甲烷发动机对比的方法,从推力室冷却难易程度、影响涡轮寿命的燃气温度、发动机运载能力等角度考虑,对全流量补燃循环液氧甲烷... 为了在现有火箭发动机的技术条件下,研制高性能、高可靠性、重复使用的液氧甲烷发动机,采用与液氧煤油和液氧甲烷发动机对比的方法,从推力室冷却难易程度、影响涡轮寿命的燃气温度、发动机运载能力等角度考虑,对全流量补燃循环液氧甲烷发动机的混合比和室压进行了优化选择,发动机在高室压和高混合比下工作性能更优;参考目前液氧煤油和液氧液氢发动机方案,对发动机的部分子系统配置进行了对比,采用泵后高压液体驱动预压涡轮、分段冷却推力室的方案技术风险小,且涡轮燃气温度较低。 展开更多

关键词 全流量补燃循环 液氧甲烷推进剂 火箭发动机 系统配置

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液氧/煤油补燃发动机系统稳定性分析 被引量：8

7

作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2005年第2期1-6,共6页

为分析补燃循环液氧/煤油发动机工作的稳定性,建立了发动机的线性小偏差动力学模型,在小扰动的条件下研究了发动机工况变化、燃气导管容积对系统工作稳定性的影响。结果表明,在110%～50%工况范围内发动机系统都是稳定的,而随着工况的降... 为分析补燃循环液氧/煤油发动机工作的稳定性,建立了发动机的线性小偏差动力学模型,在小扰动的条件下研究了发动机工况变化、燃气导管容积对系统工作稳定性的影响。结果表明,在110%～50%工况范围内发动机系统都是稳定的,而随着工况的降低发动机稳定裕度在减小。当涡轮后燃气导管容积增大时发动机系统稳定裕度减小,而涡轮前燃气导管容积对发动机稳定性基本没有影响。 展开更多

关键词 系统稳定性分析 煤油 液氧 发动机系统 发动机稳定性 稳定裕度 发动机工作 动力学模型 工作稳定性 补燃循环 工况变化 小偏差 小扰动 容积 导管 燃气 减小 涡轮

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全流量补燃循环液氧/甲烷发动机系统分析 被引量：7

8

作者 王鹏武 《火箭推进》 CAS 2004年第6期15-18,10,共5页

对全流量补燃循环液氧／甲烷发动机系统进行了分析研究。确定了初步的发动机系统方案,对发动机的系统参数、结构质量进行了分析计算。

关键词 液体火箭发动机 补燃循环 液氧/甲烷推进剂 预压涡轮

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液氧/煤油富氧补燃发动机 被引量：5

9

作者 李斌 谭永华 《火箭推进》 CAS 2003年第2期1-6,共6页

在分析我国和俄罗斯的液氧/煤油富氧补燃发动机研制过程的基础上,论述了该类发动机的研制特点和研制需解决的关键技术,介绍了它的最新应用和美国引进俄罗斯该类发动机技术的情况。

关键词 液氧/煤油 富氧循环 补燃发动机

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液氧/煤油发动机试验废水的循环使用

10

作者 唐斌运 《火箭推进》 CAS 2007年第3期60-62,共3页

为达到国标中有关污水排放的二级标准及节约利用水资源,设计和安装了液氧/煤油发动机试验台试验污水处理和循环使用系统。发动机试验采用水冷式导流槽,每次试验的用水量很大,并且试验产生的废水会含有一定量的煤油,该处理系统采用过滤-... 为达到国标中有关污水排放的二级标准及节约利用水资源,设计和安装了液氧/煤油发动机试验台试验污水处理和循环使用系统。发动机试验采用水冷式导流槽,每次试验的用水量很大,并且试验产生的废水会含有一定量的煤油,该处理系统采用过滤-吸附-消毒等工艺对试验产生的污水进行处理,并将处理后的污水进行循环使用。系统投入使用后污水处理效果理想,且运行稳定、便于维护。 展开更多

关键词 液氧/煤油发动机 废水 循环使用

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复燃对液氧煤油发动机尾焰冲击特性影响研究 被引量：9

11

作者 蔡红华 聂万胜 丰松江 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1922-1927,共6页

为了研究复燃对液氧煤油发动机尾焰冲击特性的影响,建立了液氧煤油发动机尾焰冲击数值计算模型,并基于模型研究了喷管出口距离平板3m,5m两种工况下复燃对尾焰冲击特性的影响。结果表明：模型考虑了发动机内部燃烧对尾焰冲击特性的影响,... 为了研究复燃对液氧煤油发动机尾焰冲击特性的影响,建立了液氧煤油发动机尾焰冲击数值计算模型,并基于模型研究了喷管出口距离平板3m,5m两种工况下复燃对尾焰冲击特性的影响。结果表明：模型考虑了发动机内部燃烧对尾焰冲击特性的影响,计算得到了主射流区的激波结构;复燃增大了尾焰自由射流区和壁面射流区的高温区域,改变了自由射流区和滞止区的形状结构;平板壁面压力随着径向距离增大而逐渐减小,并且3m工况时在1.8m和2.5m处分别出现2.5倍环境压力和1.5倍环境压力的波动,5m工况时在2m处出现1.5~2倍环境压力的波动,在波动之后平板壁面上压力很快降为环境压力,复燃对5m工况的波动较3m工况影响大。 展开更多

关键词 复燃 液氧煤油发动机 尾焰 冲击 数值计算

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我国新一代载人火箭液氧煤油发动机 被引量：36

12

作者 李斌 张小平 马冬英 《载人航天》 CSCD 2014年第5期427-431,442,共6页

分析了国内外载人火箭主动力的发展情况与发展趋势,介绍了我国1200 kN和180 kN两型液氧煤油发动机的研制历程、系统组成、工作原理、性能参数、关键技术和应用情况。两型发动机突破了补燃循环、自身起动、大范围工况调节、高效稳定燃烧... 分析了国内外载人火箭主动力的发展情况与发展趋势,介绍了我国1200 kN和180 kN两型液氧煤油发动机的研制历程、系统组成、工作原理、性能参数、关键技术和应用情况。两型发动机突破了补燃循环、自身起动、大范围工况调节、高效稳定燃烧、高压推力室冷却、反力式涡轮、大范围轴向力平衡、低温高DN值轴承、组合式涡轮泵密封、大直径低温阀、高精度调节器、推力矢量控制等关键技术。目前,两型发动机研制工作已基本完成,将成为我国新一代载人火箭的动力组合,实现我国航天主动力的更新换代。 展开更多

关键词 载人航天 运载火箭 液体火箭发动机 液氧煤油 补燃循环

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大直径液氧煤油发动机燃烧室抗脉动隔板技术 被引量：4

13

作者 曹晨 陈建华 +1 位作者 赵剑 付平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期331-338,共8页

随着发动机推力的增大,燃烧室直径也随之增大,表征燃烧室热声学特性的振型、频率及其组合振型更为复杂,燃烧室带与不带抗脉动隔板以及隔板的结构参数等对声学特性影响明显,直接影响燃烧不稳定性的裕度。为了研究抗脉动隔板结构参数对燃... 随着发动机推力的增大,燃烧室直径也随之增大,表征燃烧室热声学特性的振型、频率及其组合振型更为复杂,燃烧室带与不带抗脉动隔板以及隔板的结构参数等对声学特性影响明显,直接影响燃烧不稳定性的裕度。为了研究抗脉动隔板结构参数对燃烧室声学特性的影响,本文基于三维柱坐标系声波动理论和COMSOL仿真平台,研究了抗脉动隔板结构对火箭发动机燃烧室声学特性的影响。通过单喷嘴声学模拟实验,验证了该仿真方法的有效性。分析了隔板高度、厚度和冷区长度对燃烧室声学特性的影响规律。研究结果表明:隔板高度由40mm增加至120mm时,燃烧室一阶切向和二阶切向振型的频率分别下降了22%和31%;隔板厚度和冷区长度对燃烧室声学频率的影响不超过5%;大推力补燃发动机燃烧室直径大,需采用结构形式更为复杂的抗脉动隔板来针对性地抑制横向振型。 展开更多

关键词 大直径 液氧煤油补燃发动机 声学特性 抗脉动隔板

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载人登月主动力——大推力液氧煤油发动机研究 被引量：17

14

作者 李斌 栾希亭 张小平 《载人航天》 CSCD 2011年第1期28-33,共6页

大推力液氧煤油发动机是航天运载主动力的发展方向,是载人登月等重大航天活动的动力基础。提出了我国载人登月主动力—600吨级双推力室液氧煤油发动机的发展设想,并提出了该发动机补燃循环、泵后摇摆等总体方案,选择了发动机主要参数,... 大推力液氧煤油发动机是航天运载主动力的发展方向,是载人登月等重大航天活动的动力基础。提出了我国载人登月主动力—600吨级双推力室液氧煤油发动机的发展设想,并提出了该发动机补燃循环、泵后摇摆等总体方案,选择了发动机主要参数,进行了总体布局设计,梳理了关键技术,探讨了其用途。这将大幅提升我国进入空间的能力,以满足我国载人登月和深空探测等重大航天活动的动力需求。 展开更多

关键词 载人登月 液体火箭发动机液氧煤油 补燃循环 泵后摇摆

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液氧煤油发动机地面试车故障监控系统研制 被引量：10

15

作者 马红宇 刘站国 +1 位作者 徐浩海 李斌 《火箭推进》 CAS 2008年第1期45-48,58,共5页

为了降低试车中发动机故障对产品和试车台造成的危害,提高安全性,设计了液氧煤油高压补燃发动机地面试车故障监控系统。主要介绍了系统总体实施方案、检测算法及验证情况。多次实际热试车考核和对大量热试车数据的验证表明,该系统未出... 为了降低试车中发动机故障对产品和试车台造成的危害,提高安全性,设计了液氧煤油高压补燃发动机地面试车故障监控系统。主要介绍了系统总体实施方案、检测算法及验证情况。多次实际热试车考核和对大量热试车数据的验证表明,该系统未出现一次误报警,能够比指挥员提前检测到故障,系统简单可靠,易于实现,经济性好,对实现地面试车、箭载发动机故障检测和报警具有工程应用价值。 展开更多

关键词 液氧煤油 补燃发动机 故障监控

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开式循环液氧煤油发动机推力调节特性分析 被引量：1

16

作者 王通 刘上 +1 位作者 姜垒 韩红伟 《火箭推进》 CAS 2023年第2期57-65,82,共10页

以开式循环液氧煤油发动机为研究对象,重点建立了冷却套传热模型,并嵌入发动机系统静态模型,通过试车数据验证了静态模型的准确性。通过静态调节仿真计算,对比5种不同推力调节方案的特性。结果表明:氧副路调节方案和涡轮燃气分流方案不... 以开式循环液氧煤油发动机为研究对象,重点建立了冷却套传热模型,并嵌入发动机系统静态模型,通过试车数据验证了静态模型的准确性。通过静态调节仿真计算,对比5种不同推力调节方案的特性。结果表明:氧副路调节方案和涡轮燃气分流方案不能满足要求;主路节流方案、副路双路调节方案和氧副路双工位阀+燃料副路调节器方案均可以实现发动机推力的大范围调节;综合考虑调节元件的设计难度和发动机应用需求,氧副路双工位阀+燃料副路调节器方案有望在工程研制中得到应用。 展开更多

关键词 开式循环 液氧煤油发动机 静态特性 系统仿真 推力调节方案

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半开式富氧补燃混合循环发动机方案研究

17

作者 刘红军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1476-1482,共7页

针对未来航天主发动机的应用需求,提出了一种燃料供应系统采用开式循环、氧化剂供应系统采用分级燃烧闭式循环的半开式富氧补燃混合循环发动机系统方案,综合分析了这种新型混合循环发动机所能达到的比冲性能,对比分析了新型混合循环发... 针对未来航天主发动机的应用需求,提出了一种燃料供应系统采用开式循环、氧化剂供应系统采用分级燃烧闭式循环的半开式富氧补燃混合循环发动机系统方案,综合分析了这种新型混合循环发动机所能达到的比冲性能,对比分析了新型混合循环发动机作为可重复使用航天运载器主发动机相比于开式循环和常规补燃循环、全流量补燃循环发动机的优缺点,针对推力为100t级的液氧煤油混合发动机的系统进行计算和分析。结果表明,新型混合循环发动机在主燃烧室压力26.5MPa下,海平面比冲可以达到303s,可以以较小的比冲性能损失为代价,实现涡轮泵介质相容、有效提高发动机设计裕度。 展开更多

关键词 液体推进剂火箭发动机 混合循环 富氧补燃 系统方案 液氧煤油

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液氧煤油发动机故障监控特征参数提取研究 被引量：5

18

作者 蒲星星 王建设 +2 位作者 高玉闪 李晨 张小平 《火箭推进》 CAS 2017年第6期26-31,共6页

故障监控可以有效提高发动机工作的安全性和可靠性,建立了大推力液氧煤油高压补燃循环发动机稳态故障仿真模型,开展了发动机故障仿真分析,提取了发动机故障监控特征参数。通过对筛选的可能危及发动机安全工作的故障模式进行仿真分析,获... 故障监控可以有效提高发动机工作的安全性和可靠性,建立了大推力液氧煤油高压补燃循环发动机稳态故障仿真模型,开展了发动机故障仿真分析,提取了发动机故障监控特征参数。通过对筛选的可能危及发动机安全工作的故障模式进行仿真分析,获得各种故障模式下发动机测量参数对故障的敏感性排序,通过对测量参数相对偏差的相关性分析,获得各测量参数间相关系数和高相关性测量参数组,基于测量参数的敏感性排序和相关性综合提取出发动机故障监控特征参数。 展开更多

关键词 液氧煤油发动机 补燃循环 故障监控 故障仿真 特征提取

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全流量补燃循环发动机流量调节器起调过程仿真研究 被引量：2

19

作者 刘子岩 苏展 +2 位作者 高玉闪 邢理想 武晓欣 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第4期478-486,共9页

针对全流量补燃循环液氧甲烷发动机流量调节器起调过程,建立了流量调节器、涡轮泵等发动机组件起动过程数学模型,对发动机起动过程进行了仿真计算,分析了不同的流量调节器特性参数对发动机起动过程的影响。结果表明,起动过程中流量调节... 针对全流量补燃循环液氧甲烷发动机流量调节器起调过程,建立了流量调节器、涡轮泵等发动机组件起动过程数学模型,对发动机起动过程进行了仿真计算,分析了不同的流量调节器特性参数对发动机起动过程的影响。结果表明,起动过程中流量调节器会经历未起调—起调—稳态工作这3个过程,不合适的起动参数会造成流量调节器流量相较于节流窗口开度而超调,引起发动机各系统参数波动,对发动机结构形成压力冲击。通过适当增大流量调节器阻尼孔开度、推迟转初级起始时间可抑制超调现象以及发生器温度峰过高等危险情况,可提高发动机起动品质。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 全流量补燃循环 液氧/甲烷推进剂 起动过程 流量调节器

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补燃发动机完全自身起动过程富氧燃气温度控制 被引量：4

20

作者 管杰 刘上 刘志让 《火箭推进》 CAS 2020年第3期33-40,共8页

为了防止富氧补燃循环发动机在完全自身起动过程中出现烧蚀情况,需要研究降低发生器富氧燃气温度峰值的方法。利用成熟的发动机组件数学模型,建立了发动机完全自身起动过程动态仿真模型,并通过试验数据验证了仿真模型的合理性。基于计... 为了防止富氧补燃循环发动机在完全自身起动过程中出现烧蚀情况,需要研究降低发生器富氧燃气温度峰值的方法。利用成熟的发动机组件数学模型,建立了发动机完全自身起动过程动态仿真模型,并通过试验数据验证了仿真模型的合理性。基于计算结果,分析了起动过程中发生器富氧燃气温度的变化过程,进一步分析了产生3个温度极大值的原因。通过仿真研究,分析了不同起动参数对富氧燃气温度峰值的影响。结果表明:提高发生器氧化剂流量和减缓发生器燃料流量增速可以降低富氧燃气温度峰值,具体措施有提高氧化剂贮箱压力、减小供应管路长度、提高副路转级阀的作动压力和减小其转级速率。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 补燃循环 完全自身起动 富氧燃气温度

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