过膨胀循环发动机配气相位偏差对充气模型精度的影响

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作者 张文韬 冯朋朋 +3 位作者 郝伟 徐宁宁 周天鹏 闫涛 《汽车文摘》 2025年第1期29-35,共7页

为提高过膨胀循环发动机充气模型精度,改善发动机性能及提高整车动态工况混合气控制,需精确控制发动机进气凸轮轴的相位。本文分析了进气凸轮轴的开启时刻与关闭时刻对充气模型的影响原理,从理论上分析了相位偏差对充气模型精度的影响,... 为提高过膨胀循环发动机充气模型精度,改善发动机性能及提高整车动态工况混合气控制,需精确控制发动机进气凸轮轴的相位。本文分析了进气凸轮轴的开启时刻与关闭时刻对充气模型的影响原理,从理论上分析了相位偏差对充气模型精度的影响,并通过试验验证不同相位偏差对充气模型精度的影响情况,为满足充气模型的偏差不超过±5%的精度需求,进气相位偏差需要控制在±1.5℃A范围内。提出了通过控制装配机械相位精度及增加ECU相位偏差自学习模型的方式,修正进气相位偏差对充气模型的影响,经过试验验证了相位偏差控制的效果。 展开更多

关键词 过膨胀循环 相位偏差 模型精度 相位修正

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膨胀循环氢氧发动机火炬点火系统方案研究

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作者 李锦江 刘恒 +2 位作者 刘登丰 褚宝鑫 张楠 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期38-44,共7页

针对膨胀循环氢氧发动机多次点火需求,开展了火炬式电点火系统方案论证和仿真研究,明确了较为合理的低压火炬式电点火系统方案,并完成整机级试验验证。结果表明,氢主阀打开瞬间点火室混合比波动较大,可能造成结构烧蚀;从氢涡轮前引气氢... 针对膨胀循环氢氧发动机多次点火需求,开展了火炬式电点火系统方案论证和仿真研究,明确了较为合理的低压火炬式电点火系统方案,并完成整机级试验验证。结果表明,氢主阀打开瞬间点火室混合比波动较大,可能造成结构烧蚀;从氢涡轮前引气氢、氧泵后引液氧的方案烧蚀风险较小,但对发动机起动和稳态特性有一定影响。试验验证了仿真分析结果,实现了中国液体火箭发动机首次低压火炬式电点火起动,初步表明点火系统方案可行。 展开更多

关键词 膨胀循环 氢氧发动机 火炬式电点火 系统方案 仿真

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膨胀循环氢氧发动机低压火炬的点火能量研究

3

作者 李锦江 陈明航 +1 位作者 崔荣军 张楠 《宇航总体技术》 2024年第2期32-38,共7页

针对膨胀循环氢氧发动机多次点火需求,采用氢、氧推进剂吸热着火和火炬燃气降温放热的假设,用热力计算方法从理论上分析了推力室采用火炬点火的能量问题。在考虑火炬燃气与推力室内的氧补燃后,富燃低压火炬点火器的点火能量能够满足推... 针对膨胀循环氢氧发动机多次点火需求,采用氢、氧推进剂吸热着火和火炬燃气降温放热的假设,用热力计算方法从理论上分析了推力室采用火炬点火的能量问题。在考虑火炬燃气与推力室内的氧补燃后,富燃低压火炬点火器的点火能量能够满足推力室点火需求。研制了2种低压火炬点火试验系统,对膨胀循环发动机进行了17次点火试验,试验结果与理论分析结果相符,验证了补燃点火假设。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 低压火炬式电点火 点火能量

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氢氧膨胀循环发动机动态特性研究

4

作者 董立宝 张泽昊 +1 位作者 何博 聂万胜 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期28-33,40,共7页

以氢氧膨胀循环发动机为研究对象,基于模块化建模仿真思想,给出了发动机部件动力学模型,结合发动机系统工作原理构建了液体火箭发动机系统模型,开展了氢氧膨胀循环发动机启动瞬态仿真研究。根据仿真结果并结合试车数据对发动机系统模型... 以氢氧膨胀循环发动机为研究对象,基于模块化建模仿真思想,给出了发动机部件动力学模型,结合发动机系统工作原理构建了液体火箭发动机系统模型,开展了氢氧膨胀循环发动机启动瞬态仿真研究。根据仿真结果并结合试车数据对发动机系统模型进行验证并优化,对优化后的模型进行发动机动态全过程仿真计算,仿真结果表明,发动机动态变化过程中主要性能参数与试车数据吻合良好,验证了仿真模型准确性。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 系统级仿真 动态特性 模块化建模 动力学模型

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膨胀循环发动机低温起动特性研究 被引量：3

5

作者 王珏 孙慧娟 +1 位作者 刘恒 李锦江 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期7-11,共5页

某氢氧发动机采用闭式膨胀循环,并采取箱压自身起动方式,最初的起动能源是经过结构尤其是以推力室冷却夹套为主的金属热容加温后的气氢,在贮箱压力确定的情况下,结构温度影响发动机起动特性,温度越低,起动能量越小,进而影响发动机起动... 某氢氧发动机采用闭式膨胀循环,并采取箱压自身起动方式,最初的起动能源是经过结构尤其是以推力室冷却夹套为主的金属热容加温后的气氢,在贮箱压力确定的情况下,结构温度影响发动机起动特性,温度越低,起动能量越小,进而影响发动机起动可靠性。对发动机起动瞬态特性与推力室结构温度的关联性进行仿真分析与试验验证,获得膨胀循环发动机低温起动特性。 展开更多

关键词 氢氧发动机 闭式膨胀循环 结构温度 起动

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某型膨胀循环发动机高空模拟试验方案研究 被引量：4

6

作者 黄仕启 李锦江 孙慧娟 《火箭推进》 CAS 2017年第5期39-44,共6页

某型膨胀循环发动机在研制初期基于环境压力可能对膨胀循环发动机起动加速性有较大影响的考虑,采用了全程主动引射高空模拟试验方案,试验结果显示环境压力对发动机起动加速性的影响较小。发动机室压和喷管面积比是影响引射方式的主要参... 某型膨胀循环发动机在研制初期基于环境压力可能对膨胀循环发动机起动加速性有较大影响的考虑,采用了全程主动引射高空模拟试验方案,试验结果显示环境压力对发动机起动加速性的影响较小。发动机室压和喷管面积比是影响引射方式的主要参数,该型膨胀循环发动机与采用被动引射的某型燃气发生器循环发动机参数相当,这为该型膨胀循环发动机采用被动引射提供了可能,并对膨胀循环发动机采用被动引射高空模拟试验方案的可行性进行仿真研究。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 高空模拟 主动引射 被动引射

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液氧/甲烷膨胀循环发动机研究 被引量：7

7

作者 黄仕启 刘登丰 崔荣军 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第6期25-28,59,共5页

通过研究国外液氧/甲烷发动机技术的发展和现状,在中国首台氢氧膨胀循环发动机技术基础上,进行换甲烷推进剂的演示试验,结合试验结果及低温发动机研制基础,提出8吨级甲烷膨胀循环发动机的系统方案及关键技术。

关键词 液氧/甲烷发动机 膨胀循环 演示试验

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膨胀循环发动机技术的发展、应用与展望 被引量：6

8

作者 周利民 刘中祥 《火箭推进》 CAS 2016年第1期1-5,共5页

系统总结了国内外膨胀循环发动机技术的发展和应用情况,在分析未来航天发展需求、研究膨胀循环发动机技术发展方向的基础上,对膨胀循环发动机技术未来的发展进行了展望。

关键词 膨胀循环发动机 火箭发动机 技术发展

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25 tf膨胀循环氢氧发动机研制进展 被引量：2

9

作者 褚宝鑫 赵海龙 +1 位作者 陈旭扬 龚杰峰 《火箭推进》 CAS 2022年第2期21-26,共6页

25 tf膨胀循环氢氧发动机是针对我国重型运载火箭三级主动力需求研制的液体火箭发动机,也可应用于未来其他航天器的上面级。该发动机采用闭式膨胀循环方式,具备高可靠、高比冲、大范围变推力以及多次点火等能力。发动机已通过推力室挤... 25 tf膨胀循环氢氧发动机是针对我国重型运载火箭三级主动力需求研制的液体火箭发动机,也可应用于未来其他航天器的上面级。该发动机采用闭式膨胀循环方式,具备高可靠、高比冲、大范围变推力以及多次点火等能力。发动机已通过推力室挤压热试验、氢涡轮泵介质试验等子系统试验验证了各项关键技术及组合件设计方案,发动机的整机方案实现已不存在技术障碍,具备对整机技术方案开展热试车试验验证的条件。 展开更多

关键词 火箭发动机 膨胀循环 重型运载火箭 多次点火 变推力

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25吨级膨胀循环发动机技术方案研究 被引量：2

10

作者 崔荣军 何伟锋 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第6期21-24,45,共5页

通过推算国外20吨级氢氧膨胀循环发动机系统参数,获得发动机系统的关键特征,介绍25吨级膨胀循环发动机系统方案设置,通过参数平衡优化及最低夹套温升条件限制,提出25吨级膨胀循环发动机主要性能参数,并简要介绍了推力室、氢涡轮泵两大... 通过推算国外20吨级氢氧膨胀循环发动机系统参数,获得发动机系统的关键特征,介绍25吨级膨胀循环发动机系统方案设置,通过参数平衡优化及最低夹套温升条件限制,提出25吨级膨胀循环发动机主要性能参数,并简要介绍了推力室、氢涡轮泵两大核心组件技术方案及其它需开展的关键技术。 展开更多

关键词 25吨级膨胀循环发动机 推力室 氢涡轮泵 关键技术

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某膨胀循环发动机推力室冷却结构流场仿真分析 被引量：4

11

作者 周伟 《火箭推进》 CAS 2015年第2期63-69,共7页

为了研究某膨胀循环氢氧发动机推力室冷却结构流场分布特性,进行了单根冷却通道和完整冷却通道结构的三维CFD分析。仿真计算过程中,以单根通道模型的仿真结果作为完整通道结构模型流场仿真分析的边界条件之一,并考虑了材料物性参数随温... 为了研究某膨胀循环氢氧发动机推力室冷却结构流场分布特性,进行了单根冷却通道和完整冷却通道结构的三维CFD分析。仿真计算过程中,以单根通道模型的仿真结果作为完整通道结构模型流场仿真分析的边界条件之一,并考虑了材料物性参数随温度或压力的变化。分析结果表明：1）仿真预测的温升、压降与热试验实测值吻合,该推力室冷却通道流量相对偏差范围为-4.8%~6.6%,由此造成喉部气壁温的环向偏差为33 K;2）集合器管内流体的环向流动压差、法兰起分流或汇聚作用时拐弯效应形成的压力波动是造成冷却通道流量不均匀分布的主要原因,出口集合器内的压力分布对通道流量分布起主要作用;3）提高通道流量均匀性的措施可以从增大出口集合器管径或采用变管径设计、采用扩口型法兰并设置弧形导流片、集合器的进、出口法兰布置在同一环向位置等方面进行考虑。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 推力室 冷却通道 分布不均

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膨胀循环发动机空间二次启动问题研究 被引量：1

12

作者 刘中祥 袁宇 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第6期29-32,共4页

膨胀循环发动机采用箱压自身启动,启动的初始能源来自箱压和以推力室为主的结构换热。发动机完成一次工作后,先后要经历一次关机、滑行、预冷、二次点火/启动等一系列复杂过程,导致发动机空间二次启动与地面启动、一次启动存在着显著差... 膨胀循环发动机采用箱压自身启动,启动的初始能源来自箱压和以推力室为主的结构换热。发动机完成一次工作后,先后要经历一次关机、滑行、预冷、二次点火/启动等一系列复杂过程,导致发动机空间二次启动与地面启动、一次启动存在着显著差异,在地面完全真实地模拟这一过程十分困难。采用地面模拟试验、真空模拟试验和数值仿真相结合的方法,对膨胀循环发动机空间二次启动所涉及的若干技术问题进行研究。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 空间 二次启动

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甲烷预冷膨胀循环空气涡轮火箭发动机性能分析 被引量：4

13

作者 罗佳茂 杨顺华 +3 位作者 张建强 李季 向周正 张弯洲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1964-1975,共12页

为研究以甲烷燃料为冷却剂的膨胀循环空气涡轮火箭发动机可行性及性能,采用部件法建立了甲烷预冷膨胀循环空气涡轮火箭(Air-turborocket,ATR)发动机性能评估模型,研究了压气机压比和冷却剂当量比等参数在不同飞行状态下对发动机性能的影... 为研究以甲烷燃料为冷却剂的膨胀循环空气涡轮火箭发动机可行性及性能,采用部件法建立了甲烷预冷膨胀循环空气涡轮火箭(Air-turborocket,ATR)发动机性能评估模型,研究了压气机压比和冷却剂当量比等参数在不同飞行状态下对发动机性能的影响,分析了不同来流工况下发动机正常工作对各部件的性能需求。计算结果表明,通过大于1.0倍当量比甲烷预冷作用,甲烷预冷膨胀循环ATR发动机能在压气机压比低于2.0条件下实现Ma0~4.0速域连续工作,但由于甲烷焓值较低,限制了压气机压比的提升,因此甲烷较低的单位功是限制发动机性能改进的主要因素;甲烷预冷膨胀循环ATR发动机的涡轮功率只有在较高落压比和甲烷压力条件下才能平衡压气机功率需求;冷却循环系统与空气的热力循环匹配问题是各部件协同工作的关键,通过适当选取发动机各部件控制参数,能在Ma0~4.0速域内获得1250~2114s的比冲、70~110s的单位推力和50%的总效率。 展开更多

关键词 预冷 膨胀循环 空气涡轮火箭发动机 甲烷 发动机

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变推力液氧/甲烷膨胀循环发动机系统方案研究 被引量：4

14

作者 张思远 孙慧娟 周利民 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第4期16-19,共4页

在某型氢氧膨胀循环发动机的基础上进行适应性改进,使其尽可能不改变原有部件的同时满足变推力液氧/甲烷膨胀循环发动机的要求。根据液氧/甲烷推进剂和变推力工作条件的特殊要求,对发动机所要解决的各项问题进行了梳理,对喷注器的结构方... 在某型氢氧膨胀循环发动机的基础上进行适应性改进,使其尽可能不改变原有部件的同时满足变推力液氧/甲烷膨胀循环发动机的要求。根据液氧/甲烷推进剂和变推力工作条件的特殊要求,对发动机所要解决的各项问题进行了梳理,对喷注器的结构方案,推力室的再生冷却结构,变推力的调节方式等问题进行了研究。在此基础上确立了变推力液氧/甲烷膨胀循环发动机的系统方案,分析了各组件的工作状态。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 变推力 液氧/甲烷 膨胀循环

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液氧/甲烷膨胀循环发动机启动过程研究 被引量：3

15

作者 张思远 孙慧娟 周利民 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第2期18-22,共5页

针对某型氢氧膨胀循环发动机直接换甲烷技术可行性进行研究。在氢氧膨胀循环发动机系统构成的基础上,通过启动仿真计算分析液氧/甲烷膨胀循环发动机上的启动特性,确定试验方案,进行点火试验。依据试车数据,进行比较分析,对仿真模型进行... 针对某型氢氧膨胀循环发动机直接换甲烷技术可行性进行研究。在氢氧膨胀循环发动机系统构成的基础上,通过启动仿真计算分析液氧/甲烷膨胀循环发动机上的启动特性,确定试验方案,进行点火试验。依据试车数据,进行比较分析,对仿真模型进行修正,为后续液氧/甲烷膨胀循环发动机的研究奠定理论基础。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 液氧/甲烷 膨胀循环

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径流式涡轮在膨胀循环发动机氢涡轮泵中的应用 被引量：2

16

作者 杨凡 叶小明 《火箭推进》 CAS 2012年第3期40-45,共6页

为满足膨胀循环液体火箭发动机高性能和高可靠的研制要求,在氢涡轮泵方案的选择上采用了径流式氢涡轮方案。通过一维热力和三维结构设计,初步验证了径流式氢涡轮应用可行性。借助于CFD分析软件,完成了该涡轮设计工况全三维粘性数值模拟... 为满足膨胀循环液体火箭发动机高性能和高可靠的研制要求,在氢涡轮泵方案的选择上采用了径流式氢涡轮方案。通过一维热力和三维结构设计,初步验证了径流式氢涡轮应用可行性。借助于CFD分析软件,完成了该涡轮设计工况全三维粘性数值模拟,证明性能满足指标要求。通过强度优化设计和轴向力平衡两方面研究,突破了涡轮泵应用的两大技术难点。结合该涡轮介质试验及发动机热试车考核情况,得出径流式涡轮能够应用于膨胀循环发动机氢涡轮泵的结论。 展开更多

关键词 膨胀循环 径流式涡轮 数值仿真 强度优化 轴向力平衡 热试车

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液氧甲烷膨胀循环变推力发动机系统方案对比研究 被引量：2

17

作者 崔朋 李清廉 +1 位作者 成鹏 张北辰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期106-115,共10页

当前对液氧甲烷膨胀循环变推力火箭发动机的研制难点和关键技术认识不够清楚,尤其是在大变比推力调节方案方面。基于整个发动机系统,采用理论计算方法,探讨甲烷膨胀做功能力以及变推力调节方案可行性。分别给出了单涡轮系统方案和双涡... 当前对液氧甲烷膨胀循环变推力火箭发动机的研制难点和关键技术认识不够清楚,尤其是在大变比推力调节方案方面。基于整个发动机系统,采用理论计算方法,探讨甲烷膨胀做功能力以及变推力调节方案可行性。分别给出了单涡轮系统方案和双涡轮系统方案,首次给出了不同工况下详细的系统状态参数分布,进行了对比分析,并探讨了甲烷做功能力随室压的变化规律。研究结果表明,甲烷做功能力随着室压的减小呈现先减小后增大的趋势,单涡轮和双涡轮系统方案均能够实现大范围推力调节;相比单涡轮方案,双涡轮方案能够更好地保证混合比,且甲烷气体做功能力利用效率更高,氧涡轮和燃料涡轮功率变化范围较窄,涡轮所处环境较为缓和,因此双涡轮系统方案具备一定优势。 展开更多

关键词 液氧甲烷 膨胀循环 变推力火箭发动机 单涡轮系统方案 双涡轮系统方案 对比研究

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膨胀循环发动机起动过程研究 被引量：4

18

作者 肖立明 罗巧军 《火箭推进》 CAS 2007年第1期7-11,共5页

针对膨胀循环发动机起动过程的计算问题,基于模块化建模方法,研究了各组件的数学和仿真模型,运用Simulink工具箱,编制了针对液体火箭发动机系统起动过程计算所需的各个模块库。在此基础上,对膨胀循环发动机系统的起动过程进行了仿真研究... 针对膨胀循环发动机起动过程的计算问题,基于模块化建模方法,研究了各组件的数学和仿真模型,运用Simulink工具箱,编制了针对液体火箭发动机系统起动过程计算所需的各个模块库。在此基础上,对膨胀循环发动机系统的起动过程进行了仿真研究,分析了起动过程的影响因素。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 膨胀循环 起动过程 SIMULINK 数值仿真

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膨胀循环发动机推力室传热优化 被引量：1

19

作者 宣智超 刘中祥 齐戎 《火箭推进》 CAS 2012年第6期8-15,共8页

针对膨胀循环发动机推力室身部燃气侧的内壁增强换热结构和冷却剂侧的冷却通道结构这两个影响推力室身部换热最关键的结构分别进行多种结构下的数值模拟对比。通过分析各结构的模拟结果,得到了能够合理提高推力室身部换热能力的内壁加... 针对膨胀循环发动机推力室身部燃气侧的内壁增强换热结构和冷却剂侧的冷却通道结构这两个影响推力室身部换热最关键的结构分别进行多种结构下的数值模拟对比。通过分析各结构的模拟结果,得到了能够合理提高推力室身部换热能力的内壁加肋结构和圆柱段冷却通道深宽比的结构特征。 展开更多

关键词 膨胀循环发动机 推力室 换热增强结构 传热优化

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电动膨胀循环液氧甲烷变推力发动机动态特性研究 被引量：2

20

作者 梁涛 崔朋 +2 位作者 李清廉 宋杰 陈兰伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期25-38,共14页

电动泵压式液体火箭发动机受到了广泛的关注,然而电池有限的输出功率和过于沉重的质量成为限制电动泵压式发动机发展的重要因素。为此,提出了一种电机驱动燃料泵和涡轮驱动氧泵的电动膨胀循环变推力液体火箭发动机方案,并着重研究了该... 电动泵压式液体火箭发动机受到了广泛的关注,然而电池有限的输出功率和过于沉重的质量成为限制电动泵压式发动机发展的重要因素。为此,提出了一种电机驱动燃料泵和涡轮驱动氧泵的电动膨胀循环变推力液体火箭发动机方案,并着重研究了该型发动机的动态响应特性。首先给出了20kN级电动膨胀循环发动机的技术指标和部组件参数,基于AMESim平台建立了全系统动力学模型,验证了方案的可行性和部组件动力学模型的准确性,并深入研究了启动工况和调节工况的动态响应特性。结果表明,针对启动过程而言,涡轮泵调整时间较电动泵长,这降低了系统响应速度,但工况越高,系统响应速度越快;高工况启动时,甲烷在冷却通道内的剧烈相变和跨临界状态的不连续物性相互耦合易引发系统振荡;就调节过程而言,推力调节时普遍存在超调或凹坑现象,且系统在两相同工况之间调节时,正调响应速度快于负调,这也导致阶跃幅值相等条件下的系统调整时间随目标工况升高而缩短。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 电动膨胀循环 推力调节 动态响应 动力学模型

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