组合循环动力技术在天地往返领域的发展与应用 被引量：13

1

作者 彭小波 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第1期78-82,共5页

随着现代航天、航空技术的发展,传统的化学火箭发动机的比冲已经接近理论极限,为了追求更大比冲而发展的组合循环动力技术可以最大限度发挥不同动力方式的优点,提高动力推进系统性能。通过分析组合循环动力的技术特点及发展现状,研究天... 随着现代航天、航空技术的发展,传统的化学火箭发动机的比冲已经接近理论极限,为了追求更大比冲而发展的组合循环动力技术可以最大限度发挥不同动力方式的优点,提高动力推进系统性能。通过分析组合循环动力的技术特点及发展现状,研究天地往返领域动力推进系统的发展趋势,并提出相关发展建议。 展开更多

关键词 组合循环动力 天地往返 火箭基组合循环 涡轮基组合循环 空气涡轮冲压

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组合动力飞行器技术发展 被引量：6

2

作者 彭小波 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2016年第5期1-6,共6页

组合循环动力技术是多种传统动力技术的有机融合,可有效拓展飞行器的速域和空域包线,是先进航天技术的重要发展方向。对组合循环动力技术发展历程及现状进行了总结,分析了组合循环动力技术在重复使用天地往返飞行器、高超声速飞行器方... 组合循环动力技术是多种传统动力技术的有机融合,可有效拓展飞行器的速域和空域包线,是先进航天技术的重要发展方向。对组合循环动力技术发展历程及现状进行了总结,分析了组合循环动力技术在重复使用天地往返飞行器、高超声速飞行器方向的应用发展情况,研究并概括了其技术发展趋势,提出了在组合动力飞行器技术领域的发展建议。 展开更多

关键词 组合循环动力 组合动力飞行器 重复使用天地往返飞行器 高超声速飞行器

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重复使用天地往返运输系统动力技术发展研究 被引量：13

3

作者 谭永华 李平 杜飞平 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-11,41,共12页

针对重复使用天地往返运输系统对动力技术的需求,评述了国外重复使用火箭动力和组合循环动力的研究现状,分析了发动机推力深度调节与多次起动技术、宽速域大空域组合循环动力技术、新概念推进与新型推进剂技术等7项关键技术,论述了我国... 针对重复使用天地往返运输系统对动力技术的需求,评述了国外重复使用火箭动力和组合循环动力的研究现状,分析了发动机推力深度调节与多次起动技术、宽速域大空域组合循环动力技术、新概念推进与新型推进剂技术等7项关键技术,论述了我国重复使用动力的发展现状和未来规划,总结了重复使用动力的发展趋势。 展开更多

关键词 重复使用天地往返运输系统 火箭动力 组合循环动力

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两级入轨运载器RBCC动力系统内流道设计与性能计算 被引量：4

4

作者 张时空 李江 +2 位作者 秦飞 吕翔 张正泽 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期520-526,共7页

针对以火箭基组合循环(RBCC)发动机作为水平起飞两级入轨(TSTO)运载器第一级动力系统的方案,建立了进气道-燃烧室-尾喷管一体化流道耦合性能快速计算模型,初步设计了RBCC发动机一体化内流道。RBCC发动机使用变结构进气道,采用支板/凹腔... 针对以火箭基组合循环(RBCC)发动机作为水平起飞两级入轨(TSTO)运载器第一级动力系统的方案,建立了进气道-燃烧室-尾喷管一体化流道耦合性能快速计算模型,初步设计了RBCC发动机一体化内流道。RBCC发动机使用变结构进气道,采用支板/凹腔相结合实现火焰稳定的燃烧室以及单侧膨胀尾喷管;应用经过校验的性能分析模型进行RBCC燃烧室性能快速计算;对比分析了性能分析模型与三维数值计算获得的发动机出口状态参数对于飞行器后体流场的影响性;完成了RBCC为动力的两级入轨方案飞行器动力系统的性能分析与计算;分析评估了飞行弹道条件下RBCC推进系统的性能。计算结果表明:飞行器起飞质量280t时,可以完成运送4t载荷进入近地轨道的任务。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环 两级入轨 一体化流道 性能分析模型

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RBCC引射性能对飞行器入轨运载特性影响分析 被引量：3

5

作者 张帆 张会强 《火箭推进》 CAS 2020年第5期42-47,共6页

为给火箭基组合循环动力系统(RBCC)引射技术研究提供参考,在性能指标和技术可实现性上实现平衡,对不同引射模态性能下的飞行器两级入轨运载特性变化规律进行了研究。设计两级入轨飞行器构型,并给出飞行剖面,对其180 km近地轨道入轨运载... 为给火箭基组合循环动力系统(RBCC)引射技术研究提供参考,在性能指标和技术可实现性上实现平衡,对不同引射模态性能下的飞行器两级入轨运载特性变化规律进行了研究。设计两级入轨飞行器构型,并给出飞行剖面,对其180 km近地轨道入轨运载特性进行计算。研究表明:在动力系统性能均取基准值时,150 t级飞行器赤道平面入轨时可以将4.409 t有效载荷送入180 km近地轨道;有效载荷随引射模态比冲或推力的增加均会提高;考虑到引射模态比冲的可实现性及有效载荷对其敏感性,引射模态比冲并非越大越好,存在合理的取值范围,对于RBCC火箭发动机的两级入轨飞行器来说,合理有效的比冲取值范围在300~400 s之间;在一定范围内提高引射模态推力是更为合理的选择,当推力高于一定值后,推力提高带来的有效载荷增益越来越小。 展开更多

关键词 火箭基组合循环动力系统 引射性能 运载特性 两级入轨飞行器 有效载荷

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一次火箭流量对RBCC性能影响的数值和实验研究 被引量：9

6

作者 刘洋 何国强 +2 位作者 刘佩进 李强 李宇飞 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期439-444,共6页

利用三维两相数值计算方法和地面直联试验系统,开展了不同来流速度下一次火箭流量变化对发动机性能的影响。数值研究结果表明,在不同来流条件下,一次流流量的增加对发动机推力和比冲的贡献不同,在低速条件时,一次火箭流量的增加对来流... 利用三维两相数值计算方法和地面直联试验系统,开展了不同来流速度下一次火箭流量变化对发动机性能的影响。数值研究结果表明,在不同来流条件下,一次流流量的增加对发动机推力和比冲的贡献不同,在低速条件时,一次火箭流量的增加对来流空气的加热以及缩短二次燃料的雾化蒸发时间和距离起着积极的作用,对性能的提高有一定作用;当来流速度较高时,过大一次流流量对流动通道产生了阻塞效应,造成对推力和比冲贡献作用的减小。试验结果验证了数值研究得到的规律,特别在高马赫数条件下,一次火箭流量的增加对推力和比冲的贡献是减小的,且飞行速度越高,这种贡献越小。无论低速还是高速来流条件,存在着一个优化的一次流流量,这对提高发动机性能有很大好处。 展开更多

关键词 火箭苍组合动力循环 引射模态 一次火箭 流量

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多模态RBCC主火箭室压对引射流动燃烧影响研究 被引量：6

7

作者 潘宏亮 林彬彬 +3 位作者 何国强 秦飞 魏祥庚 石磊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1108-1114,共7页

为了研究火箭冲压组合动力循环(RBCC)发动机主火箭室压对引射模态发动机性能的影响,针对宽范围飞行的二元中心支板式构型,分析了引射模态亚声速飞行阶段发动机工作特点,采用发动机与飞行器前后体集成的全流道数值模拟计算方法,研究了主... 为了研究火箭冲压组合动力循环(RBCC)发动机主火箭室压对引射模态发动机性能的影响,针对宽范围飞行的二元中心支板式构型,分析了引射模态亚声速飞行阶段发动机工作特点,采用发动机与飞行器前后体集成的全流道数值模拟计算方法,研究了主火箭室压对RBCC亚声速飞行阶段燃烧室流动燃烧及发动机性能的影响。结果表明:主火箭室压增至26MPa时,由于主火箭喷管面积扩张比相应增大,使得主火箭喷管出口射流欠膨胀程度没有增大,避免了Fabri壅塞现象的产生,同时增大的主火箭射流马赫数使主火箭射流对第一级凹腔下游二次流道的挤压作用明显减弱,综合作用使得Ma=0和Ma=0.8条件下引射比分别提高了22.4%和40.0%;全流道计算结果表明在亚声速飞行阶段,提高主火箭室压一方面提升了主火箭推力,另一方面提升了燃烧室及后体推力,综合作用使得发动机比冲分别提高了11.5%和25.3%。提高主火箭室压有利于提升宽范围飞行RBCC发动机亚声速飞行阶段发动机性能。 展开更多

关键词 火箭冲压组合动力循环 引射模态 主火箭 引射比

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构型及二次燃烧对RBCC引射模态推力性能的影响 被引量：8

8

作者 黄生洪 何洪庆 +1 位作者 何国强 徐胜利 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期139-143,172,共6页

提出了掺混度模型并数值研究了五种构型和两种燃烧组织模式对RBCC发动机引射模态推力性能的影响,其中改进构型获得了推力增强。得出如下结论:(1)在引射掺混的前段,掺混过程主要由一次流喷管结构决定。而在引射掺混后段,后体构型对掺混... 提出了掺混度模型并数值研究了五种构型和两种燃烧组织模式对RBCC发动机引射模态推力性能的影响,其中改进构型获得了推力增强。得出如下结论:(1)在引射掺混的前段,掺混过程主要由一次流喷管结构决定。而在引射掺混后段,后体构型对掺混过程影响较大。(2)获得较高掺混速率、较优引射比并在掺混过程中产生高于环境压强的流动状态是改进构型获得推力增强的两个重要因素。(3)与SMC燃烧组织模式相比,改进构型的SPI模式有效延迟了二次燃烧,不仅提高了燃烧效率而且没有使引射比过度下降。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环(RBCC) 引射 推力增强 掺混度

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RBCC发动机超燃/火箭模式流场数值模拟研究 被引量：6

9

作者 汤祥 何国强 秦飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1643-1649,共7页

针对进排气系统与燃烧室匹配工作的中心支板式火箭基组合动力循环(RBCC)发动机,通过数值模拟研究了RBCC发动机在低动压、高速高空域飞行条件下以超燃/火箭模式工作时的燃烧流场特征,并分析了支板火箭喷管出口流量的变化对燃烧流场的影... 针对进排气系统与燃烧室匹配工作的中心支板式火箭基组合动力循环(RBCC)发动机,通过数值模拟研究了RBCC发动机在低动压、高速高空域飞行条件下以超燃/火箭模式工作时的燃烧流场特征,并分析了支板火箭喷管出口流量的变化对燃烧流场的影响。结果表明:在超燃/火箭模式下,支板火箭工作能促进燃料与空气的掺混燃烧,实现发动机稳定工作,同时可提升发动机的推力性能;随着支板火箭流量的增加,发动机产生的总推力逐渐增大,总推力与火箭流量大小近似成正比;随着火箭流量的增加,燃烧室中的流动状态向以超声速流动占主导地位发展,进气道的抗反压能力得到提升。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环 超燃 火箭 支板火箭 流量 数值模拟

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RBCC发动机性能快速分析方法改进和验证 被引量：3

10

作者 张时空 刘佩进 +3 位作者 吕翔 秦飞 潘科玮 汤祥 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期468-473,共6页

对火箭基组合循环(RBCC)发动机一维性能分析模型进行了改进,主要改进包括基于实验结果辨识出主火箭与二次燃料加质分布函数的关键参数;考虑了凹腔和支板等复杂构型对流道横截面积的影响;考虑了多组燃料喷注位置对发动机性能的影响。采... 对火箭基组合循环(RBCC)发动机一维性能分析模型进行了改进,主要改进包括基于实验结果辨识出主火箭与二次燃料加质分布函数的关键参数;考虑了凹腔和支板等复杂构型对流道横截面积的影响;考虑了多组燃料喷注位置对发动机性能的影响。采用地面直连实验和经过实验校验的CFD结果对改进的一维程序进行了充分验证。结果表明,改进后的性能分析模型可快速计算发动机性能,能体现出凹腔、支板等复杂构型和多点燃料喷注对流道内参数分布和发动机性能的影响;可预估热力喉道位置,与CFD结果的最大相对误差为燃烧室长度的13%;与实验相比,亚燃模态流道压强积分的最大相对误差为6.3%;与CFD相比,引射和亚燃模态下推力最大相对误差5.9%,超燃模态下推力最大相对误差7.7%。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环（RBCC） 性能分析 数值计算 实验

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多模态RBCC主火箭混合比对引射流动燃烧影响 被引量：5

11

作者 林彬彬 潘宏亮 +2 位作者 叶进颖 邹祥瑞 王超月 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期804-810,共7页

针对宽范围飞行的二元中心支板式构型,采用发动机与飞行器前后体集成的全流道数值模拟计算方法,研究了主火箭混合比对RBCC引射模态超声速飞行阶段燃烧室流动燃烧及发动机性能的影响。结果表明,主火箭混合比为2.4无二次燃料喷注时,燃烧... 针对宽范围飞行的二元中心支板式构型,采用发动机与飞行器前后体集成的全流道数值模拟计算方法,研究了主火箭混合比对RBCC引射模态超声速飞行阶段燃烧室流动燃烧及发动机性能的影响。结果表明,主火箭混合比为2.4无二次燃料喷注时,燃烧室出口气流平均总温最高,恰当比和贫燃主火箭可通过二次燃烧组织获得高于主火箭富燃工作情况下的总温,主火箭混合比影响主火箭射流温度,并通过与引射空气的掺混燃烧,与二次燃烧共同决定着燃烧室内的释热区间和压强分布情况,进而影响引射比及发动机性能;引射比随混合比的增大而增大,Ma=1.5、2时,引射比最大相差比例可达77.3%和109.0%,二次燃烧组织使得燃烧室下游压强迅速升高并前传,导致引射比迅速降低,主火箭混合比仍对引射比产生重要影响;在以亚燃和超燃模态为设计重点的受限流道内,主火箭恰当比工作可兼顾主火箭推力及燃烧室推力,进而获得更高的发动机性能,Ma=1.5、2时,推力增益分别达到22.0%和36.6%,发动机比冲分别为3 696 N·s/kg和4 136 N·s/kg,主火箭混合比对提升引射模态超声速段引射比及发动机性能具有重要影响。 展开更多

关键词 火箭冲压组合动力循环(RBCC) 引射模态 主火箭 混合比 引射比

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支板火箭引射冲压发动机引射模态燃烧流动 (Ⅱ )二次燃烧及构型的影响 被引量：6

12

作者 黄生洪 何洪庆 何国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期259-264,共6页

对比研究了两种构型的支板火箭引射冲压发动机引射模态的瞬时掺混燃烧(SMC)三维掺混和反应流场,详细分析了静态海平面零马赫数情况下燃烧及构型对引射流场的影响,发现几何构型和二次燃烧的综合影响决定了引射掺混后流体的速度、总温、... 对比研究了两种构型的支板火箭引射冲压发动机引射模态的瞬时掺混燃烧(SMC)三维掺混和反应流场,详细分析了静态海平面零马赫数情况下燃烧及构型对引射流场的影响,发现几何构型和二次燃烧的综合影响决定了引射掺混后流体的速度、总温、总压及引射流量,从而也主要确定了发动机的性能,其中构型因素主要决定了掺混的质量,从而决定了低速模态的性能。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环 引射式冲压发动机 引射流场

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支板火箭引射冲压发动机引射模态燃烧流动 (Ⅰ)瞬时掺混燃烧流场的数值模拟 被引量：6

13

作者 黄生洪 何国强 何洪庆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期160-165,共6页

针对一种适用于多种工作模态的支板火箭引射冲压组合发动机构型,Ma在0～1来流范围的瞬时掺混(SMC)引射燃烧流场进行了数值模拟。详细分析了低速模态SMC湍流流场的流动结构及特征,并对其Ma在0～1范围的性能进行了分析,结果Ma在大于等于0.... 针对一种适用于多种工作模态的支板火箭引射冲压组合发动机构型,Ma在0～1来流范围的瞬时掺混(SMC)引射燃烧流场进行了数值模拟。详细分析了低速模态SMC湍流流场的流动结构及特征,并对其Ma在0～1范围的性能进行了分析,结果Ma在大于等于0.7范围内获得了推力增强。结论认为该种构型的组合发动机适用于作为机载导弹的动力装置,而更低马赫数范围(包括Ma=0)内的推力增强取决于多种因素的优化匹配。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环 冲压火箭发动机 引射式冲压发动机 燃烧 数值仿真

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燃料喷注位置对于RBCC超燃模态性能的影响 被引量：2

14

作者 张时空 李江 +3 位作者 秦飞 魏祥庚 叶进颖 汤祥 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期798-803,共6页

为实现二元结构火箭基组合循环(RBCC)发动机在超燃模态下较优的工作性能,开展了数值模拟研究。使用二阶TVD格式差分算法,结合十二步乙烯简化动力学模型,分析了RBCC超燃模态下的冷热态流场,评定燃料喷注位置对发动机性能的影响。数值模... 为实现二元结构火箭基组合循环(RBCC)发动机在超燃模态下较优的工作性能,开展了数值模拟研究。使用二阶TVD格式差分算法,结合十二步乙烯简化动力学模型,分析了RBCC超燃模态下的冷热态流场,评定燃料喷注位置对发动机性能的影响。数值模拟结果表明,支板火箭关闭情况下,乙烯燃料RBCC发动机可在流道内组织燃烧、建立室压;将燃料在支板与凹腔中间靠上游位置喷注,可获得较好的发动机总体性能,此时发动机内推力增益可达9%以上;支板火箭底部的高温低速回流区有助于维持燃料高效燃烧释热。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环(RBCC) 超燃模态 数值模拟 燃烧性能 回流区

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基于亚燃RBCC构型的引射模态一次火箭节流策略研究 被引量：2

15

作者 吴亚可 刘继方 +2 位作者 胡宗纯 徐卫昌 杨晴 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期55-63,共9页

为了探究亚燃RBCC构型在引射模态下的性能表现和一次火箭节流规律,基于一设计点为亚燃模态的RBCC构型,开展了进气道/燃烧室一体化内流道的数值模拟工作,分析了一次火箭流量变化对进气量、流道压力分布、推力和比冲的影响,最终给出了引... 为了探究亚燃RBCC构型在引射模态下的性能表现和一次火箭节流规律,基于一设计点为亚燃模态的RBCC构型,开展了进气道/燃烧室一体化内流道的数值模拟工作,分析了一次火箭流量变化对进气量、流道压力分布、推力和比冲的影响,最终给出了引射模态下一次火箭的节流策略。结果表明:引射模态下,一次火箭流量调节对RBCC性能的影响非常复杂,且规律性和一致性较差;在亚声速引射模态,建议一次火箭以大流量工作,暂不考虑比冲性能;在超声速引射模态,建议一次火箭以小流量工作;为了提升进气道启动点附近RBCC的比冲性能,建议尝试二次燃料的喷注燃烧,但必须充分考虑对进气系统的不利影响。 展开更多

关键词 火箭基组合动力循环 亚燃构型 引射模态 性能 一次火箭 节流策略

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