基于统计学的旋转火箭发动机喷管热结构分析 被引量：2

1

作者 孙林 阎海生 鲍福廷 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期356-361,371,共7页

以某型号固体火箭发动机喷管为研究对象,基于统计学聚类分析方法,研究了该型号喷管内流场、温度场及应力场对旋转的响应。采用流动-传热-热结构的顺序耦合方法,得到了各转速条件下的稳态流场及瞬态温度场、应力场情况。将流场、温度场... 以某型号固体火箭发动机喷管为研究对象,基于统计学聚类分析方法,研究了该型号喷管内流场、温度场及应力场对旋转的响应。采用流动-传热-热结构的顺序耦合方法,得到了各转速条件下的稳态流场及瞬态温度场、应力场情况。将流场、温度场、应力场原始数据标准化并构造关系矩阵,再通过聚类分析,将结果分别划分为类间差异明显的5类。由于喷管结构与旋转的耦合作用,流场与温度场及应力场聚类分析结果均存在差异。温度场与应力场聚类分析结果一致,说明旋转产生的离心力对喷管应力情况影响不大,热应力仍是该型喷管应力的主要来源。分别研究各类别中任意工况的应力情况,可得到不同战术指标下喷管热应力特征,提高了该型号喷管设计水平。该分析方法得到了统一的变化规律,可有效降低实验成本。另外,对于具有旋转特征的发动机喷管工作过程中的故障诊断、失效行为等的预示有指导意义。 展开更多

关键词 统计学 聚类分析 旋转 固体火箭发动机喷管 流场仿真 热结构耦合

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带缝隙喷注的火箭发动机喷管性能

2

作者 杨宝娥 《火箭推进》 CAS 2000年第5期24-37,共14页

本文介绍了在喷管超音速段有气体沿切向缝隙喷注的火箭发动机喷管流场计算方法,同时还提供了无喷注的喷管流场计算。计算结果与试验数据相符,证明该计算方法有效。文中对发生器气体喷入实际发动机超音速段的喷管流场进行了分析,分析中... 本文介绍了在喷管超音速段有气体沿切向缝隙喷注的火箭发动机喷管流场计算方法,同时还提供了无喷注的喷管流场计算。计算结果与试验数据相符,证明该计算方法有效。文中对发生器气体喷入实际发动机超音速段的喷管流场进行了分析,分析中假设使用了两类推进剂:氧/氢、氧/甲烷,以氧/氢和氧/甲烷的燃烧产物作为发生器气体。数值计算结果表明,在喷管超音速段有气体喷注的情况下,由于粘性引起的真空比冲损失比没有喷注的喷管损失小。 展开更多

关键词 火箭发动机喷管 气体喷射 喷管效率

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液体火箭发动机喷管壁面辐射热流的数值计算 被引量：3

3

作者 周一鹏 朱定强 《火箭推进》 CAS 2015年第3期27-32,51,共7页

为火箭发动机喷管设计及其冷却系统的设计提供有效参考数据作为应用背景,计算喷管壁所受的红外辐射热流。分别推导了有限体积法和反向蒙特卡罗法适用于不含粒子条件下喷管壁面所受红外辐射热流的计算公式,并针对不同的边界条件设定,重... 为火箭发动机喷管设计及其冷却系统的设计提供有效参考数据作为应用背景,计算喷管壁所受的红外辐射热流。分别推导了有限体积法和反向蒙特卡罗法适用于不含粒子条件下喷管壁面所受红外辐射热流的计算公式,并针对不同的边界条件设定,重点分析了有限体积法的特性,并提出了有限体积法的局限性。最后,以某三维双圆弧喷管模型为例,用有限体积法和反向蒙特卡罗法自主编写程序计算在不同边界设定下壁面受到的红外辐射热流密度。通过计算结果对有限体积法的局限性进行了论证,同时肯定了反向蒙特卡罗法在壁面辐射热流计算上的优势。 展开更多

关键词 有限体积法 反向蒙特卡罗法 火箭发动机喷管 辐射传热

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固体火箭发动机喷管扩张段刚度分析及优化 被引量：2

4

作者 刘勇琼 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1996年第1期18-22,共5页

采用有限元素法对固体火箭发动机喷管扩张段进行了刚度特性分析，并从刚度出发提出了控制喷管推力方向的作动力方向的优化问题。最后，对某发动机喷管进行了分析。

关键词 火箭发动机喷管 刚度分析 有限元法 参数最优化

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基于流固耦合的固体发动机复合喷管烧蚀型面演变 被引量：1

5

作者 陈旭龙 闫航 +2 位作者 张春宇 冯喜平 侯晓 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期113-123,共11页

由于材料烧蚀性能不同,固体火箭发动机复合喷管普遍存在烧蚀台阶,严重影响喷管结构完整性,降低喷管性能。为了预示固体火箭发动机复合结构喷管内不同热防护材料交接处的烧蚀台阶型面演变过程,建立了一种能反映喷管两相流环境下防热材料... 由于材料烧蚀性能不同,固体火箭发动机复合喷管普遍存在烧蚀台阶,严重影响喷管结构完整性,降低喷管性能。为了预示固体火箭发动机复合结构喷管内不同热防护材料交接处的烧蚀台阶型面演变过程,建立了一种能反映喷管两相流环境下防热材料烧蚀过程的流固耦合计算方法。依据热化学烧蚀与粒子侵蚀机理,考虑瞬态计算中烧蚀型面的退移,模拟了石墨-高硅氧/酚醛复合喷管烧蚀型面演化过程,验证了计算方法的有效性。模拟得到的收敛段烧蚀台阶型面与实验结果吻合较好,扩张段台阶计算深度略低于实验值。仿真结果表明:收敛段受热化学烧蚀与粒子侵蚀共同作用,两种材料粒子侵蚀速率的差异可达0.36 mm/s,是收敛段烧蚀台阶形成的主要原因,扩张段烧蚀台阶的产生仅受热化学烧蚀的影响,交接处退移速率最大差值为0.044 mm/s;烧蚀台阶形成后,拐角处暴露的石墨材料会受到较强的粒子冲刷效应;喷管喉部前端的石墨材料因烧蚀型面变化,喷管实际喉部向出口移动1.96 mm。 展开更多

关键词 固体火箭发动机喷管 烧蚀台阶 热化学烧蚀 粒子侵蚀 数值仿真

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复合材料固体火箭发动机壳体和喷管的质量控制 被引量：3

6

作者 鲜于开文 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1989年第3期96-106,共11页

本文论述了纤维缠绕复合材料发动机壳体和喷管中出现的主要缺陷,形成的原因,以及减少各类缺陷应采取的措施,从保证产品质量出发,提出了对原材料、预浸带的质量检验、产品制造工艺的控制以及产品的验收试验这三个主要环节进行全面质量控... 本文论述了纤维缠绕复合材料发动机壳体和喷管中出现的主要缺陷,形成的原因,以及减少各类缺陷应采取的措施,从保证产品质量出发,提出了对原材料、预浸带的质量检验、产品制造工艺的控制以及产品的验收试验这三个主要环节进行全面质量控制的方法,以便最终实现固体发动机壳体和喷管的高度可靠性。 展开更多

关键词 火箭发动机壳体 火箭发动机喷管 复合材料增强结构 质量保证 质量控制

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无喷管固体火箭发动机内弹道计算 被引量：9

7

作者 曹任刚 《航空兵器》 2006年第1期57-60,共4页

给出了一种无喷管固体火箭发动机内弹道计算方法,利用此算法就无喷管固体火箭发动机结构和装药等参数对性能的影响状况进行了分析,并得出结论:装药形式、结构尺寸、固体推进剂的燃烧规律与试验温度都对无喷管固体火箭发动机内弹道性能... 给出了一种无喷管固体火箭发动机内弹道计算方法,利用此算法就无喷管固体火箭发动机结构和装药等参数对性能的影响状况进行了分析,并得出结论:装药形式、结构尺寸、固体推进剂的燃烧规律与试验温度都对无喷管固体火箭发动机内弹道性能有影响。 展开更多

关键词 助推器 无喷管火箭发动机 火箭冲压发动机

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“长二丙改”上面级CPKM发动机喷管两相粘性流动数值模拟研究 被引量：1

8

作者 许鹏 梁国柱 +2 位作者 黄喻路 赵永忠 张立群 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期101-104,共4页

对“长二丙改”火箭上面级CPKM发动机喷管的高空性能进行了预示。气相采用显式MacCormack差分格式、颗粒相采用特征线法,数值求解采用轴对称二维两相粘性流动模型。对CPKM发动机喷管进行数值模拟,所得的发动机平均推力与实测性能数据相... 对“长二丙改”火箭上面级CPKM发动机喷管的高空性能进行了预示。气相采用显式MacCormack差分格式、颗粒相采用特征线法,数值求解采用轴对称二维两相粘性流动模型。对CPKM发动机喷管进行数值模拟,所得的发动机平均推力与实测性能数据相比较,相对误差为2.3%。研究表明,所采用的流动模型和数值模拟方法,对高空大面积比喷管性能进行的预示是有效的。 展开更多

关键词 固体火箭发动机喷管 两相流 数值模拟 性能预测

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带反喷管发动机地面实验数据分析

9

作者 方丁酉 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1995年第2期21-23,共3页

带反喷管固体火箭发动机地面实验时，在其反向喷管打开后，激波进入主喷管情况下，会给数据处理带来困难。文中介绍了根据地面实验数据分析反喷管在高空提供的反推力，为带反喷管发动机地面实验数据处理提供了简便的分析方法。

关键词 火箭发动机喷管 推力反向 数据处理 激波

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无喷管火箭发动机侵蚀燃速辨识

10

作者 裴鸣 李宜敏 +1 位作者 夏祥兴 崔大伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1989年第3期4-9,共6页

本文提出用无喷管火箭发动机终止燃烧后测得的燃层厚度,辅之以测得的p(x,t)曲线,来辨识无喷管火箭发动机工作条件下推进剂侵蚀燃速规律的一种方法。该方法克服了以往用P-t曲线间接辨识燃速方法中存在的问题,避免了复杂的内弹道计算,大... 本文提出用无喷管火箭发动机终止燃烧后测得的燃层厚度,辅之以测得的p(x,t)曲线,来辨识无喷管火箭发动机工作条件下推进剂侵蚀燃速规律的一种方法。该方法克服了以往用P-t曲线间接辨识燃速方法中存在的问题,避免了复杂的内弹道计算,大大缩短了计算机时,实践表明,这种方法辨识结果稳定,用其结果计算的燃层厚度与实验值符合较好。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 无喷管火箭发动机 燃烧速度 侵蚀燃烧

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无喷管固体火箭发动机点火瞬变过程内流场计算

11

作者 盛淮清 刘叔渭 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1989年第2期20-40,共21页

本文提出了计算无喷管固体火箭发动机压力建立过程的 P(x,t)模型,它的控制方程是一组一维非定常两相非平衡流和一组一维非定常两相非平衡流动力学方程,该方程采用 MacCormack 显示差分格式求解.本文还建立了在跨音速和超音速气流流动下... 本文提出了计算无喷管固体火箭发动机压力建立过程的 P(x,t)模型,它的控制方程是一组一维非定常两相非平衡流和一组一维非定常两相非平衡流动力学方程,该方程采用 MacCormack 显示差分格式求解.本文还建立了在跨音速和超音速气流流动下的侵蚀燃烧模型,该模型适用于无喷管固体火箭发动机.利用本文的模型可精确预示无喷管固体火箭发动机点火瞬变过程的内弹道性能,并可研究无喷管固体火箭发动机的内流场变化规律. 展开更多

关键词 无喷管火箭发动机 固体火箭发动机 侵蚀燃烧 内弹道计算

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无喷管发动机性能优化分析 被引量：1

12

作者 曹任刚 郭颜红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期116-118,122,共4页

为优化无喷管固体火箭发动机的设计资源,文中围绕装药参数对无喷管固体火箭发动机性能的影响展开分析与计算。计算结果表明:装药能量、装药燃烧特性、装药结构参数对无喷管固体火箭发动机性能有不同的影响,无喷管发动机设计中采用高能... 为优化无喷管固体火箭发动机的设计资源,文中围绕装药参数对无喷管固体火箭发动机性能的影响展开分析与计算。计算结果表明:装药能量、装药燃烧特性、装药结构参数对无喷管固体火箭发动机性能有不同的影响,无喷管发动机设计中采用高能装药、高燃速装药、优化装药结构、合适的装药燃速压强指数、两种燃速装药串联对于无喷管发动机性能的提高有利。 展开更多

关键词 助推器 无喷管火箭发动机 火箭冲压发动机

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法国固体火箭发动机使用的复合材料概述

13

作者 宋志勇 《固体火箭技术》 EI CAS 1985年第1期84-93,共10页

引言尽可能地减少导弹或运载火箭本身的消极重量,是提高导弹射程或增加运载火箭有效载荷的重要手段。各种纤维增强复合材料的问世,为解决这一问题提供了强有力的武器。纤维复合材料具有高强度、高模量、抗疲劳性能好和易于成型等一系列... 引言尽可能地减少导弹或运载火箭本身的消极重量,是提高导弹射程或增加运载火箭有效载荷的重要手段。各种纤维增强复合材料的问世,为解决这一问题提供了强有力的武器。纤维复合材料具有高强度、高模量、抗疲劳性能好和易于成型等一系列金属材料所无法比拟的优良性能,是制造固体火箭发动机和其它制品的理想材料。早在六十年代初期。 展开更多

关键词 复合材料 火箭发动机喷管 固体火箭发动机 法国 法兰西共和国 增强体 石墨布 致密工艺 纤维制品

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喷喉圆柱段对发动机性能的影响 被引量：3

14

作者 方丁酉 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1989年第1期1-11,共11页

本文介绍使用轴对称喷管流场计算程序计算固体火箭发动机喷喉圆柱段长度对发动机性能的影响,以及通过发动机实验对该计算结果的验证。研究结论是:喷管最好用圆弧连接上下游型面;如果必须有圆柱段,则应使 l/r_1<0.3为宜。

关键词 火箭发动机喷管 发动机性能 喷管气流 喷管型面 喷管喉部 固体火箭发动机

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火箭喷管推力偏心高精度计算软件

15

作者 陈军 董师颜 季宗德 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期24-27,共4页

利用火箭喷管从亚声速、跨声速到超声速的非对称流动数学模型建立了计算喷管推力偏心的理论模型 ,并采用高精度有限体积TVD格式求解数值方程 ,可以对火箭发动机喷管的推力偏心特性进行评估与设计 ,并集成为Nvc软件。该软件完成了从喷管... 利用火箭喷管从亚声速、跨声速到超声速的非对称流动数学模型建立了计算喷管推力偏心的理论模型 ,并采用高精度有限体积TVD格式求解数值方程 ,可以对火箭发动机喷管的推力偏心特性进行评估与设计 ,并集成为Nvc软件。该软件完成了从喷管网格生成、数值计算到推力偏心分析全过程 ,界面友好 ,使用方便 ,大大提高了设计效率。通过大量的计算与试验结果的比较 ,计算结果可以满足工程需要 ,减少试验次数 ,节约成本 。 展开更多

关键词 计算软件 火箭发动机喷管 火箭推力 推力偏心角 数值仿真

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工业机器人火箭喷管冷却通道线激光在位测量系统开发 被引量：1

16

作者 邢祥胜 刘林 +5 位作者 刘晓宇 朱飞 薄其乐 刘海波 李红丽 王永青 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第12期1-7,共7页

针对液体火箭发动机喷管现有的人工检测方式无法实现喷管全域几何特征快速高精度测量的问题,设计并开发一套基于工业机器人和线激光的火箭发动机喷管冷却通道几何特征在位测量系统。建立基于工业机器人和线激光的测量系统运动学模型,研... 针对液体火箭发动机喷管现有的人工检测方式无法实现喷管全域几何特征快速高精度测量的问题,设计并开发一套基于工业机器人和线激光的火箭发动机喷管冷却通道几何特征在位测量系统。建立基于工业机器人和线激光的测量系统运动学模型,研究基于空间定点约束的手眼参数辨识方法,根据火箭喷管冷却通道的几何特征与测量需求规划线激光扫描路径,提出基于最大类间方差法的喷管冷却通道关键尺寸计算算法,基于C++语言和Qt框架开发出具备系统标定、测量路径规划、关键尺寸计算、测量结果分析与技术报告输出等功能的软件系统。采用带有通道特征的试验样件和某型号火箭发动机喷管进行综合试验验证,结果表明:该系统对通道的筋宽测量精度为0.025 mm,对通道的槽深测量精度为0.018 mm,单个测点测量用时30 ms,满足火箭发动机喷管全域几何特征快速高精度检测的需求。 展开更多

关键词 火箭发动机喷管 工业机器人 线激光 几何特征 在位测量

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喷管分离流动模态转换过程壁压测量试验

17

作者 王一白 陆星宇 +1 位作者 李波 刘宇 《火箭推进》 CAS 2015年第5期101-105,共5页

为了研究推力最大抛物线(TOP)喷管在不同工作压强下流动分离过程中分离模态间的转换过程,确定其压强分布特点和模态转变发生的临界压强比,对一个TOP喷管进行了多个压比下的冷流试验。通过采集不同位置上的壁面压强,初步确定开机阶段自... 为了研究推力最大抛物线(TOP)喷管在不同工作压强下流动分离过程中分离模态间的转换过程,确定其压强分布特点和模态转变发生的临界压强比,对一个TOP喷管进行了多个压比下的冷流试验。通过采集不同位置上的壁面压强,初步确定开机阶段自由激波分离向受限激波分离模态转换发生的喷管压强比(NPR,喷管局部压强与环境压强之比)在17.61~18.49之间,捕捉到了转变过程中的压强不对称现象,并且发现在受限分离激波下游的局部壁面压强高于环境压强。为了获得更多流场细节,用雷诺平均(RANS)方法对实验模型进行了数值模拟,与试验结果最大误差不超过5%,证实了试验中获得的压强分布确实对应了不同的分离模态。 展开更多

关键词 火箭发动机喷管 流动分离 TOP喷管 壁面压强 试验

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塞式喷管流场数值模拟 被引量：9

18

作者 郭正 刘君 瞿章华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期24-26,共3页

采用NND2M差分格式 ,从考虑k ε湍流模型的理想气体三维薄层近似N S方程出发 ,对塞式喷管内外流场进行了数值模拟。计算结果与国外文献十分一致。通过流场分析 ,对塞式喷管流动机理有了清楚的认识。计算表明NND2M差分格式及相应计算软... 采用NND2M差分格式 ,从考虑k ε湍流模型的理想气体三维薄层近似N S方程出发 ,对塞式喷管内外流场进行了数值模拟。计算结果与国外文献十分一致。通过流场分析 ,对塞式喷管流动机理有了清楚的认识。计算表明NND2M差分格式及相应计算软件适合于模拟复杂喷流流场 ,可用于塞式喷管发动机的研究。 展开更多

关键词 塞式喷管火箭发动机 喷管气流 数值仿真

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瓦状塞式喷管冷流实验研究 被引量：3

19

作者 戴梧叶 刘宇 马彬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期420-424,共5页

为了掌握瓦状塞式喷管更多的特征,采用空气作为介质,对一瓦状塞式喷管进行了底部限流板、底部二次流及内喷管倾角对性能影响的冷流实验。研究结果表明:在低中空,底部压强一般比环境压强要低;塞式喷管底部加入二次流可以增加底部压强,但... 为了掌握瓦状塞式喷管更多的特征,采用空气作为介质,对一瓦状塞式喷管进行了底部限流板、底部二次流及内喷管倾角对性能影响的冷流实验。研究结果表明:在低中空,底部压强一般比环境压强要低;塞式喷管底部加入二次流可以增加底部压强,但底部二次流对性能的影响在1%～2%以内,少量的二次流对增加性能的效果较好,而加入更多的二次流则效果有限;增大内喷管倾角,可以增大底部压强即增加底部推力,但存在一个最佳倾角,使最大效率最大;本次冷流实验的瓦状塞式喷管最高效率为96%,其高度补偿效果较为明显。 展开更多

关键词 实验研究 塞式喷管火箭发动机 喷管效率 冷流实验

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喷管台阶形壳体粘接面脱粘超声探伤研究 被引量：4

20

作者 赵慧蓉 赵克熙 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期77-81,共5页

研制了一种小角度超声纵波特种斜探头 ,用于台阶形金属 /非金属异形复合构件粘接界面的检测 ,选择了探头材质 ,计算了入射倾角 ,建立了探伤方法及判伤标准 ,并在对比试块及实际产品上进行了检测 ,证明该探头及方法适用于该特定形状产品... 研制了一种小角度超声纵波特种斜探头 ,用于台阶形金属 /非金属异形复合构件粘接界面的检测 ,选择了探头材质 ,计算了入射倾角 ,建立了探伤方法及判伤标准 ,并在对比试块及实际产品上进行了检测 ,证明该探头及方法适用于该特定形状产品的探伤 ,并对类似异种形面产品的探伤有参考意义。 展开更多

关键词 超声检测 无损探伤 探头 固体火箭发动机喷管 脱粘 台阶形壳体

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