液体姿轨控动力可靠性建模分析系统设计

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作者 李舒欣 高新妮 +1 位作者 胡海峰 周晨初 《火箭推进》 北大核心 2025年第4期41-47,共7页

针对液体姿轨控动力可靠性设计的工程需求,开展了液体姿轨控动力可靠性建模分析系统设计技术的研究工作。系统集成了故障模式分析、可靠性预计与分配、结构可靠性仿真等目前常用的可靠性设计方法,可满足发动机可靠性设计工作的需求。采... 针对液体姿轨控动力可靠性设计的工程需求,开展了液体姿轨控动力可靠性建模分析系统设计技术的研究工作。系统集成了故障模式分析、可靠性预计与分配、结构可靠性仿真等目前常用的可靠性设计方法,可满足发动机可靠性设计工作的需求。采用4层客户端服务器(C/S)体系结构构建系统功能组成,利用通用数据接口与外部设计系统互联,使姿轨控动力可靠性设计与功能结构设计同步。在分布式网络运行环境下实现姿轨控动力总体/专业室之间可靠性设计的协同。最后,规划了发动机可靠性信息库的架构及数据库表单之间的关系。 展开更多

关键词 液体姿轨控动力 可靠性 故障模式及影响分析 集成设计系统

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轨姿控动力系统集成设计平台关键技术研究 被引量：3

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作者 胡海峰 李晓瑾 +1 位作者 王宏让 李平 《火箭推进》 CAS 2015年第6期27-34,共8页

为支持轨姿控动力系统数字化设计,提出了轨姿控动力系统集成设计环境架构体系。详细探讨了集成设计平台构建的资源层、服务层、集成层、样机层、应用层等基本5层框架结构以及各自功能;讨论了平台构建中的4个关键的技术问题——设计过程... 为支持轨姿控动力系统数字化设计,提出了轨姿控动力系统集成设计环境架构体系。详细探讨了集成设计平台构建的资源层、服务层、集成层、样机层、应用层等基本5层框架结构以及各自功能;讨论了平台构建中的4个关键的技术问题——设计过程协调管理、设计活动数据流及数据管理、知识库构建和知识推送应用;研究并提出了相应的解决途径。提出了包括3个维度的设计过程协调管理体系、三V型数据流组织模式、3个层次的知识库管理机制;同时针对知识推送提出了自动分析推送和流程推送2种方法;系统分析讨论了集成设计平台功能场景及技术可行性,为后续平台实施建设工作的开展做了先行性探讨。 展开更多

关键词 数字化设计 轨姿控系统 动力系统 关键技术

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自增压系统在轨姿控动力系统中的应用 被引量：7

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作者 邹宇 李平 《火箭推进》 CAS 2010年第2期15-19,共5页

自增压轨姿控动力系统结合了涡轮泵压式火箭发动机的高性能、轻质量和挤压式推进系统的可重复启动能力。降低贮箱压力和减少惰性气体用量的同时,通过采用紧凑的高压推力室减少了其他组件的结构尺寸和重量。介绍了自增压系统在轨姿控动... 自增压轨姿控动力系统结合了涡轮泵压式火箭发动机的高性能、轻质量和挤压式推进系统的可重复启动能力。降低贮箱压力和减少惰性气体用量的同时,通过采用紧凑的高压推力室减少了其他组件的结构尺寸和重量。介绍了自增压系统在轨姿控动力系统的应用优势、技术特点、工作原理和目前的技术发展情况,分析了相应的关键技术,并基于目前技术基础,展望了发展的必要性和技术策略及途径。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 轨姿控动力系统 轻质 系统设计

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差动活塞式燃气自增压系统参数设计方法 被引量：4

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作者 方忠坚 刘洌 梁国柱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期61-70,共10页

针对基于单组元肼类物质为工质的液体姿轨控发动机差动活塞式燃气自增压系统,分析了系统的工作原理,提出了系统的参数设计方法,建立了系统的参数设计流程,给出了系统的起动压力计算模型和自锁状态计算方法,并进行了实例研究。结果表明:... 针对基于单组元肼类物质为工质的液体姿轨控发动机差动活塞式燃气自增压系统,分析了系统的工作原理,提出了系统的参数设计方法,建立了系统的参数设计流程,给出了系统的起动压力计算模型和自锁状态计算方法,并进行了实例研究。结果表明:系统最低起动压力与压力放大贮箱气体腔初始体积、活塞摩擦力和推进剂贮箱初始气垫体积直接相关;系统自锁后,推进剂贮箱压力的设计状态受推进剂贮箱所允许的最大压力上偏差和流量调节器与推进剂贮箱间的压降所约束;推进剂贮箱的工作压力范围是可以根据需要通过燃气自增压系统的设计来保证的。 展开更多

关键词 差动活塞 燃气自增压系统 液体姿轨控发动机 单组元 参数设计

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差动活塞式热气自增压系统静态特性仿真研究 被引量：2

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作者 方忠坚 刘洌 梁国柱 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期538-546,共9页

为了深入理解液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统的特点,依据增压系统平衡条件,采用集中参数法构建了系统的静态特性计算模型,研究了系统主要参数对系统状态和增压性能以及对系统自锁压力的影响规律。研究结果表明:系统增压气体... 为了深入理解液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统的特点,依据增压系统平衡条件,采用集中参数法构建了系统的静态特性计算模型,研究了系统主要参数对系统状态和增压性能以及对系统自锁压力的影响规律。研究结果表明:系统增压气体流量朝着推进剂贮箱压力变化相反的方向而变化,起到调节和稳定推进剂贮箱压力的作用;燃气发生器毛细管参数的变化主要对系统增压流量造成影响,与长度相比,其内径变化对系统状态参数的影响作用更大;当压力放大比在设计值附近[-7.3%,+9.6%]变化时,系统稳态工作增压气体流量偏差保持在[-5%,0%]内;流量调节器结构参数的微小变动会引起增压气体流量的较大变化。 展开更多

关键词 液体姿轨控发动机 自动增压系统 静态特性 系统平衡 流量调节器

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差动活塞式热气自增压系统优化设计(英文) 被引量：1

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作者 方忠坚 梁国柱 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1905-1920,共16页

为了进行应用于液体姿轨控动力系统的差动活塞式热气自增压系统优化设计,研究了一种基于遗传算法的优化设计方法。该系统由起动药盒、压力放大贮箱、流量调节器、燃气发生器和管道等组成。文中提出了在给定要求、约束和假设条件下进行... 为了进行应用于液体姿轨控动力系统的差动活塞式热气自增压系统优化设计,研究了一种基于遗传算法的优化设计方法。该系统由起动药盒、压力放大贮箱、流量调节器、燃气发生器和管道等组成。文中提出了在给定要求、约束和假设条件下进行系统总质量和起动时间的有约束多目标优化任务;建立了系统总质量、轴向尺寸、径向尺寸和系统性能参数的计算模型;采用归一加权法、惩罚函数法以及遗传算法求解了有约束多目标优化问题。根据帕累托前沿解,系统总质量的加权因子在[0.4,1.0]内变化时,可以得到优化结果。为了得到系统参数作为单目标的优化结果,本文进行了系统单目标优化,系统总质量、起动时间、质心漂移、轴向尺寸和径向尺寸各自作为优化目标可分别降低23.17%,34.40%,84.10%,62.28%和4.14%,增压效率可提高0.42%。分析了设计变量对系统参数的影响,结果表明压力放大贮箱气体腔初始体积、液体腔直径和起动药盒固体推进剂质量是影响系统参数的主要设计变量。 展开更多

关键词 差动活塞 热气自增压系统 液体姿轨控动力系统 多目标优化 遗传算法

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往复活塞泵工作特性影响因素分析 被引量：1

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作者 聂侥 程玉强 +1 位作者 吴建军 李是良 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期82-88,共7页

为了系统地研究往复活塞泵的动态特性,分析往复活塞泵工作特性的影响因素,应用模块化建模思想,采用集中参数模型,基于AMESim平台建立了往复活塞式自增压系统仿真模型。分别研究蓄压器气腔初始压力、燃气发生器下游等效容腔体积和燃气发... 为了系统地研究往复活塞泵的动态特性,分析往复活塞泵工作特性的影响因素,应用模块化建模思想,采用集中参数模型,基于AMESim平台建立了往复活塞式自增压系统仿真模型。分别研究蓄压器气腔初始压力、燃气发生器下游等效容腔体积和燃气发生器喷嘴数量对往复活塞泵工作特性的影响。结果表明:蓄压器气腔初始压力越大,往复活塞泵启动越快,但是其稳定工作时调节能力越弱;燃气发生器下游等效容腔的体积越小,往复活塞泵的启动时间越短,但是压力波动越大;燃气发生器喷嘴个数越多,燃气发生器内压力波动越小,但是增压速度变慢,导致往复活塞泵启动时间有所增加。 展开更多

关键词 往复活塞式自增压系统 姿/轨控动力系统 往复增压泵 系统仿真

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差动活塞式热气自增压系统方案研究 被引量：1

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作者 方忠坚 林倩 +3 位作者 陈芳浩 王远 宇文雷 罗莉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2780-2788,共9页

针对液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统,设计了间接比对式、直接比对式和电磁阀控制式等三种方案,分析了系统工作原理,建立了动态仿真模型,进行了动态特性研究,并分析了各方案技术特点。研究结果表明:间接比对式系统起动药量为2... 针对液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统,设计了间接比对式、直接比对式和电磁阀控制式等三种方案,分析了系统工作原理,建立了动态仿真模型,进行了动态特性研究,并分析了各方案技术特点。研究结果表明:间接比对式系统起动药量为2.64g,起动时间为0.688s,系统自锁时贮箱压力为7.58MPa,偏离额定值9.86%,可预包装设计。直接比对式系统起动药量为2.43g,起动响应时间为0.573s,推进剂贮箱最大工作压力为7.09MPa,偏离额定值2.75%。该方案引入了阀芯杆处热滑动密封及流量调节器气液腔隔离面的热隔离防护需求,热控要求高,技术难度较大,可预包装设计。电磁阀控制式系统起动药量小(2.43g),起动迅速(0.438s),推进剂贮箱工作压力稳定,测控的引入有功耗需求,并增大了系统体积和质量,不能进行独立的预包装设计。 展开更多

关键词 差动活塞式热气自增压系统 液体姿轨控发动机 方案 动态特性 流量调节器

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NASA液氧甲烷集成推进系统热真空试验 被引量：4

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作者 程诚 熊靖宇 +1 位作者 周国峰 林庆国 《火箭推进》 CAS 2020年第5期10-20,共11页

为降低液氧/甲烷空间推进系统未来应用的技术风险,NASA先后实施了多个研究计划,持续不断地提升液氧/甲烷空间推进技术的成熟度水平。低温推进系统集成试验平台(ICPTA)顺利在梅溪试验站空间推进热真空舱内完成一系列热真空模拟环境下的... 为降低液氧/甲烷空间推进系统未来应用的技术风险,NASA先后实施了多个研究计划,持续不断地提升液氧/甲烷空间推进技术的成熟度水平。低温推进系统集成试验平台(ICPTA)顺利在梅溪试验站空间推进热真空舱内完成一系列热真空模拟环境下的集成热试车,标志着NASA液氧/甲烷轨姿控一体化推进技术已经具备了在轨飞行验证试验的条件。介绍了ICPTA的研制背景,采用的液氧/甲烷轨姿控一体化推进系统的构成、冷氦加温增压方案和供应管路热控方案。重点讨论了ICPTA热真空模拟试验的具体情况,以及变推力主发动机、姿控动力系统和COP点火系统等核心组件的设计方案、涉及的主要技术问题与试验结果,其成果对于未来星球着陆器的先进低温推进系统的研制具有重要参考价值。 展开更多

关键词 空间推进系统 液氧/甲烷 姿控动力系统 热真空模拟 电火花点火

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中国液体火箭发动机发展之我见 被引量：2

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作者 朱宁昌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第3期5-9,共5页

本文试图根据运载火箭和航天器的需要来分析液体火箭推进技术的发展趋势。简要介绍长征运载火箭液体推进系统的现状和技术进展。对各种型式的液体火箭发动机的发展途径进行讨论。

关键词 火箭发动机 火箭 液体推进系统

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液氧/甲烷轨姿控推进系统集成演示试验 被引量：2

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作者 程诚 周海清 +3 位作者 田桂 熊靖宇 周国峰 曾夜明 《火箭推进》 CAS 2023年第3期56-68,共13页

为验证液氧/甲烷轨姿控一体化推进系统涉及的主要关键技术和安全操作流程,上海空间推进研究所研制了国内首款氦气恒压挤压式液氧甲烷推进系统演示样机。历时3年,演示样机于2021年底顺利完成多轮次地面热试车考核,系统运行平稳,轨/姿控... 为验证液氧/甲烷轨姿控一体化推进系统涉及的主要关键技术和安全操作流程,上海空间推进研究所研制了国内首款氦气恒压挤压式液氧甲烷推进系统演示样机。历时3年,演示样机于2021年底顺利完成多轮次地面热试车考核,系统运行平稳,轨/姿控发动机工作协调、产品状态良好。介绍了演示样机的设计方案、研制历程和集成演示试验结果,以及轨/姿控发动机的设计与试验情况。液氧甲烷推进系统累计完成48次/约6000 s系统冷/热态试验考核,配套的5 kN轨控发动机累计完成点火工作40次/1860 s,配套的150 N/25 N姿控发动机累计完成稳态工作1690 s/脉冲点火约1250次。演示样机热试车的成功,标志着我国液氧甲烷空间推进系统实现了从“0”到“1”的突破,为后续型号工程应用奠定了基础,也为我国液体空间动力的升级换代和可持续发展提供了有力支撑。 展开更多

关键词 空间推进系统 液氧/甲烷 轨控发动机 姿控发动机 热试车

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姿轨控动力系统复合材料主承力结构的设计与试验 被引量：1

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作者 姜丹丹 任建军 刘佳鑫 《火箭推进》 CAS 2021年第4期71-78,共8页

针对某液体姿轨控动力系统主承力结构选用铝、镁合金等金属材料难以达到减重设计的目的,选用碳纤维双马来酰亚胺树脂复合材料加工制造该主承力结构,从而实现在满足结构强度和适应温度环境要求的前提下,达到非常好的减少质量效果,进而实... 针对某液体姿轨控动力系统主承力结构选用铝、镁合金等金属材料难以达到减重设计的目的,选用碳纤维双马来酰亚胺树脂复合材料加工制造该主承力结构,从而实现在满足结构强度和适应温度环境要求的前提下,达到非常好的减少质量效果,进而实现航天器轻质化设计、提高航天器运载能力、增大有效载荷的目的。根据主承力结构使用环境及功能要求,在完成复合材料的选用及结构设计后,对主承力结构进行了有限元仿真分析及静力试验,通过仿真计算、静力试验的迭代及优化改进,使得产品性能满足了技术要求。研究方法可为复合材料应用于类似主承力结构提供借鉴参考,并对该复合材料主承力结构在型号应用中遇到的技术难点进行总结,对复合材料的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 主承力结构 复合材料 液体姿轨控 结构设计 仿真分析 静力试验

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