HTPB/AOT/AP自熄火固体推进剂燃烧性能及增压熄火机理

1

作者 陈泽昕 刘林林 +3 位作者 杨玉新 李波标 程材 胡松启 《含能材料》 北大核心 2025年第8期898-906,共9页

为研究自熄火固体推进剂燃烧性能并揭示增压熄火机理,使用丁二酸二辛酯磺酸钠(AOT)作为熄火控制剂制备了HTPB/AOT/AP自熄火固体推进剂,并对推进剂燃速、燃烧波结构、火焰形态和熄火燃面形貌等进行了实验表征。实验结果表明:AOT使推进剂... 为研究自熄火固体推进剂燃烧性能并揭示增压熄火机理,使用丁二酸二辛酯磺酸钠(AOT)作为熄火控制剂制备了HTPB/AOT/AP自熄火固体推进剂,并对推进剂燃速、燃烧波结构、火焰形态和熄火燃面形貌等进行了实验表征。实验结果表明:AOT使推进剂在10 MPa以下的压强指数由0.37降低至-1.36,其中压强接近临界熄火压强时燃速由5.9 mm·s^(-1)降低至2.9 mm·s^(-1),推进剂在压强增大至10 MPa时自熄火,压强更高时仍无法自持燃烧;压强接近临界熄火压强时,推进剂燃面上覆盖了厚度约230μm的熔融层,降低了推进剂燃面温度和气相温度梯度,与不含AOT的推进剂相比,自熄火固体推进剂燃面温度由865 K降低至420 K,气相温度梯度由74.9 K·μm^(-1)降低至0.19 K·μm^(-1);揭示了自熄火固体推进剂增压熄火机理,即AOT使推进剂表面覆盖较厚的熔融层,阻碍气相火焰对燃面的热反馈,降低燃面温度和凝聚相反应速率,最终导致推进剂无法自持燃烧而熄火。 展开更多

关键词 自熄火固体推进剂 丁二酸二辛酯磺酸钠(AOT) 燃烧性能 增压熄火机理 熔融层

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基于合金材料的固体推进剂燃速增速方法

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作者 吴秋 任全彬 《火炸药学报》 北大核心 2025年第1期88-94,I0007,共8页

为了研究金属丝对固体火箭发动机药柱燃速的影响,选择6种导热性能和力学性能均较优的材料,做成细丝嵌入到HTPB推进剂内开展点火试验。分析了材料增速比与抗拉强度的关系以及压强对增速比的影响,开展了基于传热理论及燃面反算的增速比瞬... 为了研究金属丝对固体火箭发动机药柱燃速的影响,选择6种导热性能和力学性能均较优的材料,做成细丝嵌入到HTPB推进剂内开展点火试验。分析了材料增速比与抗拉强度的关系以及压强对增速比的影响,开展了基于传热理论及燃面反算的增速比瞬态分析,对比分析了不同材料物性参数对增速比的影响。结果表明,铜银合金、银镍合金的抗拉强度是纯银的2.1倍、3.6倍,增速比分别为纯银的94%和43%,合金材料的增速比和强度更均衡;工作平稳段平均压强从3.8 MPa上升至9.1 MPa时,银镍合金最大增速比从2.5提升至2.8;高压下增速比从0升至最高3.25,随后降至2.65并趋于稳定,增速效果波动较大;低压下基本无上升下降趋势,增速效果更稳定,与理论分析趋势吻合较好;不同材料熔点、比热容与增速比呈负相关,与导热系数呈现正相关。 展开更多

关键词 物理化学 固体火箭发动机 增速材料 增速比 合金材料

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固体火箭发动机铝/氧化铝液滴碰壁行为研究进展

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作者 何国强 李江 +1 位作者 李康 胡春波 《推进技术》 北大核心 2025年第7期1-19,共19页

固体发动机中的高温铝/氧化铝液滴碰壁行为会对流场、热防护和性能等诸多方面产生影响,是固体发动机基础研究领域亟待解决的关键问题。揭示高温铝/氧化铝液滴碰壁规律和机理,建立科学准确的预测模型,对于固体发动机精细化设计具有重要... 固体发动机中的高温铝/氧化铝液滴碰壁行为会对流场、热防护和性能等诸多方面产生影响,是固体发动机基础研究领域亟待解决的关键问题。揭示高温铝/氧化铝液滴碰壁规律和机理,建立科学准确的预测模型,对于固体发动机精细化设计具有重要的意义。本文从固体发动机熔渣沉积和两相流研究、高温铝/氧化铝液滴碰壁实验方法、液滴碰壁规律和机理、碰壁过程的力-热作用和碰壁行为预测模型等方面对国内外研究的最新进展进行了综述,总结并评价了取得的重要成果,梳理了目前研究存在的不足,针对未来发展方向提出了建议。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 铝/氧化铝液滴 碰壁行为 实验方法 数值模拟 预测模型 综述

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固体火箭发动机燃烧主动调控技术研究进展

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作者 敖文 文瞻 +1 位作者 岳松辰 刘佩进 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第1期27-41,共15页

利用外加能量场的燃烧主动调控技术为固体火箭发动机能量管理开辟了新思路,但外场对推进剂燃烧的复杂作用机理不明,导致燃烧性能调节效率低,限制了主动调控技术的工程应用。综述了电场调控、超声波调控和磁场调控等新的燃烧主动调控技... 利用外加能量场的燃烧主动调控技术为固体火箭发动机能量管理开辟了新思路,但外场对推进剂燃烧的复杂作用机理不明,导致燃烧性能调节效率低,限制了主动调控技术的工程应用。综述了电场调控、超声波调控和磁场调控等新的燃烧主动调控技术及其调控机理,提出了外场对推进剂燃烧过程多相耦合效应的控制机理等关键科学问题。未来研究重点包括:首先,采用单颗粒激光点火技术和分子动力学模拟,探明外场中高温铝颗粒的燃烧过程;其次,基于超细热电偶测温技术和电场-多火焰燃烧数值模拟,揭示外场对推进剂多火焰结构的作用机制;再次,利用高压燃烧实验和凝相燃烧产物评估技术,获得高温高压条件下推进剂在外场中的能量可控释放规律;最后,通过气固耦合关系的构建,提出外场耦合推进剂多相燃烧模型,指导推进剂燃烧性能高效调节。研究结果为固体发动机能量管理技术的应用研究提供新思想、新理论和新方法,有望为固体火箭发动机创新发展提供坚实技术储备。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 燃烧调控 电场 超声波 磁场

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液体火箭推进剂交叉输送技术研究进展

5

作者 魏祥庚 魏宇祺 +2 位作者 赵骁 王白岩 董译洹 《火箭推进》 北大核心 2025年第3期212-226,共15页

推进剂交叉输送技术能够有效提升飞行器的运载能力与动力冗余能力,是未来液体航天输运系统的重要发展方向。分析了交叉输送技术的优势,对其国内外应用现状开展了调研,总结了目前对交叉输送动静态特性方面的研究进展,并从应用需求的角度... 推进剂交叉输送技术能够有效提升飞行器的运载能力与动力冗余能力,是未来液体航天输运系统的重要发展方向。分析了交叉输送技术的优势,对其国内外应用现状开展了调研,总结了目前对交叉输送动静态特性方面的研究进展,并从应用需求的角度分析了交叉输送的方案设计与选择、与总体方案的匹配、动力冗余与控制以及关键部组件设计等重难点问题,对未来交叉输送技术可能的发展方向进行了展望,为未来大型液体运载火箭交叉输送技术的研究与应用提供参考。 展开更多

关键词 运载火箭 推进剂供应系统 推进剂交叉输送 液体火箭发动机

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填充颗粒形貌对复合固体推进剂力学性能影响的有限元数值分析

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作者 张文宇 魏乐 +3 位作者 庞维强 刘殊远 白帅帅 胡松启 《固体火箭技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期840-850,共11页

填充颗粒的形貌对复合固体推进剂细观力学性能具有重要影响。考虑相界面和颗粒形貌的影响,在细观层次上建立了代表性体积单元(RVE)计算模型,通过引入内聚力模型(CZM),研究了混合颗粒形状、混合颗粒粒度级配以及不规则填充颗粒等细观颗... 填充颗粒的形貌对复合固体推进剂细观力学性能具有重要影响。考虑相界面和颗粒形貌的影响,在细观层次上建立了代表性体积单元(RVE)计算模型,通过引入内聚力模型(CZM),研究了混合颗粒形状、混合颗粒粒度级配以及不规则填充颗粒等细观颗粒形貌因素对复合固体推进剂力学性能的影响。结果表明:当模型填充颗粒均为粒径150μm的小颗粒时,填充形貌对其力学性能影响很小,而填充颗粒为粒径290~420μm的大颗粒时,颗粒越圆润,其界面处更容易发生“脱湿”损伤,导致其力学性能明显下降;在具有相同大颗粒圆形填充物时,小颗粒形貌对初始模量影响较大,若小颗粒长径比由1增大到2,其初始弹性模量减小,而最大抗拉强度变化较小;而在具有相同椭圆形大颗粒填充物时,具有圆形小颗粒填充物的最大抗拉强度更大;多边形填充颗粒模型与圆形填充颗粒模型界面失效模式有所不同,前者力学性能明显高于后者。因此,当细观填充颗粒形貌差异较大时,推进剂力学性能较好。 展开更多

关键词 颗粒形貌 复合固体推进剂 细观结构 界面脱湿 力学性能

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基于真实细观结构的多级配AP/HTPB复合推进剂燃烧数值模拟

7

作者 孙迪 李永洲 +2 位作者 刘佩进 敖文 袁熠祺 《推进技术》 北大核心 2025年第10期217-228,共12页

在复合推进剂原始信息缺失的情况下,为了预示推进剂的燃烧特性,采用微CT技术获取推进剂的真实细观结构特征和AP粒径分布信息,据此建立气固耦合燃烧模型并选取典型二维切片开展数值模拟分析。结果表明,不同切片气相区温度分布和燃速差异... 在复合推进剂原始信息缺失的情况下,为了预示推进剂的燃烧特性,采用微CT技术获取推进剂的真实细观结构特征和AP粒径分布信息,据此建立气固耦合燃烧模型并选取典型二维切片开展数值模拟分析。结果表明,不同切片气相区温度分布和燃速差异较大,燃面位于y=0μm时气相区温度畸变指数最大相差18.5%,燃速最大相差25.6%。不同切片的平均燃速差异较小,仅为0.07 cm/s。随机装填建模方法与微-CT方法计算的平均燃速相差不超过1%,而后者能够解决随机装填算法AP粒径分布信息获取困难的问题。本文将高分辨率测量技术和数值模拟方法相结合,为推进剂细观燃烧研究提供了一种新途径。 展开更多

关键词 复合推进剂 细观结构 AP粒径分布 数值模拟 燃烧特性

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基于固体火箭发动机工作原理的两种推进剂燃速测试方法对比

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作者 刘佳浩 石玉婷 +2 位作者 王芳 丛俊皓 王英红 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1031-1038,I0003,共9页

针对固体推进剂高压动态燃速高效测试难题,分别采用冲量法和质量流率法测试两种推进剂在不同压强下的燃速。结果表明,在喷管严重烧蚀造成的压强平稳段中,3个不同时段的冲量法燃速分别为17.92、18.00和18.04mm/s,单次试验结果间的一致性... 针对固体推进剂高压动态燃速高效测试难题,分别采用冲量法和质量流率法测试两种推进剂在不同压强下的燃速。结果表明,在喷管严重烧蚀造成的压强平稳段中,3个不同时段的冲量法燃速分别为17.92、18.00和18.04mm/s,单次试验结果间的一致性较好;质量流率法较为简单,但喷管严重烧蚀会导致测试结果不合理。两种推进剂的平行实验结果表明,冲量法燃速测试结果的偏差较小,复合推进剂在8~35MPa下的燃速最大偏差不超过0.3mm/s、双基推进剂在8~25MPa下的燃速最大偏差不超过0.4mm/s;质量流率法燃速结果偏差较大;喷管烧蚀不影响冲量法的燃速结果,且能够降低高压段的增压速率,有利于实现燃速对压强改变的瞬时响应;采用冲量法测试复合推进剂在20MPa下的燃速为22mm/s和21.96mm/s,与标准发动机法燃速相比,最大误差为0.45%。 展开更多

关键词 物理化学 冲量法 质量流率法 固体火箭发动机 动态燃速 喷管烧蚀

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粉末推进剂及应用前景 被引量：1

9

作者 胡春波 《火炸药学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期I0005-I0006,共2页

1粉末推进剂内涵粉末推进剂主要面向优异能量管理控制的粉末火箭/冲压发动机,在先进固体可调动力领域内有广泛的应用前景。粉末推进剂由高能粉末颗粒、胶黏剂、助燃剂等组成,其在发动机中的贮存形态为微米级颗粒。与传统推进剂相比,粉... 1粉末推进剂内涵粉末推进剂主要面向优异能量管理控制的粉末火箭/冲压发动机,在先进固体可调动力领域内有广泛的应用前景。粉末推进剂由高能粉末颗粒、胶黏剂、助燃剂等组成,其在发动机中的贮存形态为微米级颗粒。与传统推进剂相比,粉末推进剂通常具有以下特点:(1)粉末推进剂以微米级固体颗粒形式贮存,适应环境温度能力强;(2)流态化的粉末推进剂具有良好的流动特性,便于推进剂输送的关停与流量控制;(3)粉末推进剂颗粒燃烧初始条件为气固两相流中的弥散形态,颗粒聚团燃烧带来的负面影响显著减小;(4)粉末推进剂原料来源广泛,无毒无污染、化学稳定性好,符合推进剂绿色环保的发展趋势。 展开更多

关键词 推进剂输送 冲压发动机 气固两相流 流量控制 环境温度 颗粒聚团 流动特性 粉末颗粒

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固体推进剂凝相燃烧产物研究现状分析与建议 被引量：1

10

作者 敖文 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期I0001-I0004,共4页

1内涵。固体火箭发动机是目前导弹武器的主要动力装置,在保障国家安全、维护国家利益方面具有重要的军事意义。现代固体火箭发动机采用的固体推进剂普遍使用微米铝粉作为金属添加剂,以提高推进剂能量,抑制不稳定燃烧。但铝粉燃烧过程及... 1内涵。固体火箭发动机是目前导弹武器的主要动力装置,在保障国家安全、维护国家利益方面具有重要的军事意义。现代固体火箭发动机采用的固体推进剂普遍使用微米铝粉作为金属添加剂,以提高推进剂能量,抑制不稳定燃烧。但铝粉燃烧过程及其形成的凝相燃烧产物会对发动机工作性能和安全性产生显著影响,目前固体发动机工程研制中遇到的三大难题均与铝粉凝相燃烧产物直接相关:一是两相流损失问题,与纯气相流动相比,由于凝相粒子存在的两相流动引起发动机理论比冲最高可下降约10%,折算成战略导弹射程损失超过1000公里;二是过载烧蚀问题,由过载引致凝相粒子向燃烧室局部聚集并冲刷绝热层,可使绝热层局部烧蚀率增加10倍。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 固体推进剂 不稳定燃烧 绝热层 理论比冲 固体发动机 凝相粒子 金属添加剂

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降速剂及其作用位点对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律 被引量：1

11

作者 许睿轩 张皓瑞 +3 位作者 薛智华 史良伟 吕龙 严启龙 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期229-236,I0004,共9页

为研究降速剂对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律,将典型季铵盐和金刚烷衍生物两种高效降速剂引入核壳结构铝基复合颗粒Al@HMX和AP@Al,使其分别作用于HMX颗粒内部和AP颗粒表面,制备了4种含降速剂的铝基复合颗粒(Al/A@HMX,Al/B@HMX,AP... 为研究降速剂对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律,将典型季铵盐和金刚烷衍生物两种高效降速剂引入核壳结构铝基复合颗粒Al@HMX和AP@Al,使其分别作用于HMX颗粒内部和AP颗粒表面,制备了4种含降速剂的铝基复合颗粒(Al/A@HMX,Al/B@HMX,AP@Al/A和AP@Al/B);采用扫描电子显微镜对样品形貌进行了表征;采用高速红外相机拍摄推进剂燃烧过程的火焰红外照片,并对推进剂的爆热、密度、点火延迟时间和燃速进行了测试。结果表明,加入惰性降速剂会导致推进剂爆热降低,而Al@HMX复合颗粒能部分抵消这一现象,使推进剂爆热值增加了338 J/g;降速剂能够抑制AP和HMX的热分解过程,使达到AlO辐射峰值前维持低强度的“平台段”;而引入Al@HMX后,推进剂的点火延迟时间比基础配方减小49.4%;在10~20 MPa范围内两种降速剂均能有效降低推进剂燃速,在此基础上采用Al@HMX可使含季铵盐丁羟四组元推进剂20 MPa下的燃速降低7.1 mm/s(38.4%),压强指数降至0.25;当降速剂作用于AP表面时,含质量分数1%季铵盐的推进剂在20 MPa下燃速可降低5.0 mm/s(27.3%)。 展开更多

关键词 物理化学 固体推进剂 降速剂 铝基复合燃料 点火延迟 燃烧性能 丁羟四组元推进剂 声共振

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降速剂及其作用位点对三组元推进剂燃烧性能的影响规律研究 被引量：1

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作者 许睿轩 薛智华 +3 位作者 张皓瑞 史良伟 吕龙 严启龙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期180-188,共9页

针对两种典型季铵盐和金刚烷衍生物降速剂,研究了其作用位点对推进剂点火燃烧性能的影响。基于两种不同结构的Al@AP和AP@Al复合颗粒,将降速剂分布在不同作用位置:即AP颗粒内部和表面。利用扫描电子显微镜(SEM-EDS)和计算机断层扫描(CT)... 针对两种典型季铵盐和金刚烷衍生物降速剂,研究了其作用位点对推进剂点火燃烧性能的影响。基于两种不同结构的Al@AP和AP@Al复合颗粒,将降速剂分布在不同作用位置:即AP颗粒内部和表面。利用扫描电子显微镜(SEM-EDS)和计算机断层扫描(CT)等技术对所制备复合颗粒微观形貌和结构进行表征,研究了降速剂对推进剂爆热、点火延迟和燃烧性能的影响。惰性降速剂的加入会使得推进剂爆热值降低,但Al@AP复合颗粒的高反应活性能部分抵消这一现象。与机械混合方式相比,当降速剂作用于AP表面时能明显延缓推进剂点火过程,其中金刚烷衍生物能使推进剂点火延迟时间增加至420 ms,比基础配方增加了192%。在基体中直接加入降速剂可以有效降低推进剂燃速,但其降压强指数效果有限。铝基复合颗粒和降速剂的共同作用能显著降低推进剂的高压燃速和压强指数:当作用位置在AP内时,两种降速剂使推进剂1~20 MPa内压强指数从基础配方的0.45分别降低至0.20和0.33,同时可使10~20 MPa压强指数分别减小了48%和49%。 展开更多

关键词 固体推进剂 降速剂 铝基复合颗粒 点火延迟 燃烧性能

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液体火箭发动机热-声不稳定性机理及预示方法的研究进展

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作者 刘佩进 刘远哲 《火箭推进》 北大核心 2025年第3期178-197,共20页

在液体火箭发动机燃烧室内,由于声波、湍流以及非稳态热释放三者之间形成的正向反馈回路,热-声不稳定性会引发具有强破坏性的大振幅声学振荡,对发动机的稳定运行构成严重威胁,甚至可能导致灾难性后果。针对日益增长的低成本、高可靠性... 在液体火箭发动机燃烧室内,由于声波、湍流以及非稳态热释放三者之间形成的正向反馈回路,热-声不稳定性会引发具有强破坏性的大振幅声学振荡,对发动机的稳定运行构成严重威胁,甚至可能导致灾难性后果。针对日益增长的低成本、高可靠性的可重复使用发动机的研制需求,未来的先进发动机可能会面临新的热-声不稳定性问题。对液体火箭发动机背景下的热-声不稳定性研究进行了综述;系统梳理了与典型发动机结构与工况类型相关的热-声不稳定性机理;介绍了热-声不稳定性理论预示方法,包括热-声解耦后的线性方法与非线性方法;探讨了以高保真大涡模拟为代表的热-声不稳定性耦合求解方法;介绍了热-声不稳定性研究的新进展,包括数据驱动的动力系统理论与同步性理论以及AI赋能的热-声不稳定性预示方法等关键技术与科学问题。未来研究重点包括:开展发动机极端工作条件下低温推进剂的燃烧与火焰动力学行为研究;发展液体火箭发动机热-声不稳定性的非线性预示方法,进而对极限环以及触发等典型的非线性现象进行理论建模;发展高效、准确的跨/超临界流体物性计算方法,高压强湍流条件下的湍流燃烧模型,耦合大涡模拟算法的跨/超临界流体热-声不稳定性数值模拟方法;基于数据驱动的动力系统理论和同步理论分析方法,对液体火箭发动机热-声系统中典型的非周期性动力学状态进行判别,揭示非周期性热-声不稳定性的形成机制;发展AI赋能的热-声不稳定性预测方法,结合迁移学习和微调策略,解决真实发动机的小数据量难题,形成液体火箭发动机快速、有效的热-声不稳定预示方法。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 燃烧不稳定性 数值模拟 理论建模 机器学习

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微牛级高精度直流离子推进系统的推力调节特性

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作者 汪宇欣 武志文 +6 位作者 黄天坤 陈茂林 叶剑民 郭云涛 王云冰 刘旭辉 胡鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期770-777,共8页

为了研究将微型直流离子推力器用于航天器超高精度控制任务的可行性,设计了一个微牛级直流离子推力器并为其配备了碳纳米管中和装置。对推力器进行了实验测试,评估了其在150~490 V电压范围内可实现的推力范围和推力分辨率,并计算了5、25... 为了研究将微型直流离子推力器用于航天器超高精度控制任务的可行性,设计了一个微牛级直流离子推力器并为其配备了碳纳米管中和装置。对推力器进行了实验测试,评估了其在150~490 V电压范围内可实现的推力范围和推力分辨率,并计算了5、25、50μN推力水平下的噪声。在上述电压范围内,使用氙气和氩气作为工质时,推力器的推力范围分别为5.75~50.83μN和5.93~47.63μN,最大推力噪声为0.12μN/√(Hz)和0.05μN/√(Hz)。此外,对碳纳米管中和器进行了性能测试,实现了最大1.22 mA的引出电流,能够满足氙气工况下0~37.37μN、氩气工况下0~16.50μN的束流中和需求。实验结果表明,该推进系统可以用于引力波探测等高精度空间测量任务所需的无拖曳控制,且使用氩气更有利于实现高精度和低噪声的推力输出。 展开更多

关键词 离子推力器 微牛级推力 高精度控制 推力精度 推力噪声

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自击撞击式双组元推进剂雾化过程数值模拟

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作者 张孟祎 伍磊 +2 位作者 巴燕 杨文婧 刘海湖 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1606-1614,共9页

肼类双组元推进剂在卫星和导弹等各类航天器动力系统液体火箭发动机中应用广泛.为了深入理解自击撞击式肼类双组元推进剂的雾化过程,基于OpenFOAM开源平台,通过引入有效液体相分数,发展了三维三相VOF-LPT转换算法,并进一步开发了该转换... 肼类双组元推进剂在卫星和导弹等各类航天器动力系统液体火箭发动机中应用广泛.为了深入理解自击撞击式肼类双组元推进剂的雾化过程,基于OpenFOAM开源平台,通过引入有效液体相分数,发展了三维三相VOF-LPT转换算法,并进一步开发了该转换算法的耦合求解器;结合网格局部加密技术与自适应加密技术,实现了对液体界面的动态捕捉;通过与前人横向燃料喷射实验结果的对比,验证了所开发耦合求解器的准确性和有效性.利用所开发的耦合求解器数值研究了入射速度扰动、燃料偏靠角度和射流速度对自击撞击式肼类双组元推进剂雾化效果的影响.结果表明,入射速度扰动使液滴尺寸分布整体减小,比表面积增加,有助于提升雾化效果;对于燃料液膜和氧化剂液膜的撞击段,增大燃料偏靠角度或提高射流速度均会增加燃料液膜与氧化剂液膜之间的有效撞击动量,从而提高了燃料液膜与氧化剂液膜之间的混合度;在喷雾场完全发展后,液滴尺寸分布随燃料偏靠角度的增大而整体增大,随射流速度的增加而整体减小.此外,由于燃料偏靠角度限制了混合区域的范围,导致液膜混合破碎程度随射流速度的增加逐渐趋于定值. 展开更多

关键词 双组元 VOF-LPT 液滴 喷雾

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机动飞行条件下固冲发动机补燃室绝热层烧蚀实验研究

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作者 闫航 程吉明 +3 位作者 刘杰 李海波 冯喜平 侯晓 《推进技术》 北大核心 2025年第1期94-102,共9页

总体机动飞行引发的过载效应会导致固体火箭冲压发动机补燃室燃气积聚,并在绝热层局部形成烧蚀严重区域。针对这一问题,设计并搭建了一套模拟机动飞行条件下补燃室烧蚀热环境的实验装置,通过数值模拟获得了装置内两相流场参数的变化规律... 总体机动飞行引发的过载效应会导致固体火箭冲压发动机补燃室燃气积聚,并在绝热层局部形成烧蚀严重区域。针对这一问题,设计并搭建了一套模拟机动飞行条件下补燃室烧蚀热环境的实验装置,通过数值模拟获得了装置内两相流场参数的变化规律,实现了补燃室内压力、绝热层表面温度、燃气速度、燃气与绝热层间夹角等烧蚀影响参数的可控。利用该装置对某典型固冲发动机机动飞行工况开展了实验,结果表明,实验结果满足补燃室烧蚀严重区域目标参数模拟要求,目标压强为0.45 MPa,实验测量压强为0.467 MPa,与目标压强相对误差为3.78%;实验过程中温度测试结果为1245 K,1341 K,与数值仿真结果相比相对误差分别为5.62%和5.14%,数值仿真得到的试件中心温度为2367 K,与目标温度相比相对误差为2.9%;实验用绝热层在燃气直接作用区域形成了冲刷凹坑,最大烧蚀位置的线烧蚀率约为0.03 mm/s,非直接作用区域试件膨胀,凹坑形状受试件附近流场分布规律影响。 展开更多

关键词 固冲发动机 模拟机动条件 富氧两相环境 烧蚀实验系统 硅橡胶绝热层

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新型推进剂的制备与能量调控 被引量：2

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作者 刘佩进 何伟 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期859-861,共3页

推进剂作为火箭发动机的能量来源,一定程度上决定了火箭发动机的能量水平与工作方式,对导弹武器远程投送、机动突防能力至关重要,更是推动火箭动力装备升级换代的核心技术之一。现有固体火箭发动机在推力按需输出方面存在瓶颈,无法满足... 推进剂作为火箭发动机的能量来源,一定程度上决定了火箭发动机的能量水平与工作方式,对导弹武器远程投送、机动突防能力至关重要,更是推动火箭动力装备升级换代的核心技术之一。现有固体火箭发动机在推力按需输出方面存在瓶颈,无法满足导弹武器装备智能化、高机动、快速突防的发展需求。基于固体燃料可控能量释放的推进剂能量调控方法是提高推进剂能量输出可调可控性,优化发动机推力分配,实现导弹射程和机动性提升的有效尝试。 展开更多

关键词 导弹武器装备 机动突防 固体火箭发动机 导弹射程 能量释放 发动机推力 能量水平 可控性

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纳米流体燃料性能调控研究进展

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作者 高毅 徐星星 +3 位作者 赵子龙 周帅 刘佩进 敖文 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-16,共16页

纳米流体燃料是将纳米颗粒添加至液体燃料中形成的一种悬浮液,具有能量密度高、点火延迟时间短等优点,具有改善燃料燃烧特性的潜力。为探寻更为有效的纳米流体燃料性能调控方法,本文回顾了近年来国内外纳米流体燃料性能调控的研究进展,... 纳米流体燃料是将纳米颗粒添加至液体燃料中形成的一种悬浮液,具有能量密度高、点火延迟时间短等优点,具有改善燃料燃烧特性的潜力。为探寻更为有效的纳米流体燃料性能调控方法,本文回顾了近年来国内外纳米流体燃料性能调控的研究进展,主要介绍了纳米流体的稳定性能、流变性能、蒸发性能、点火性能和燃烧性能调控的研究成果,分析了各种物理和化学调节方法及其基本原理。添加表面活性剂和金属包覆改性是改善纳米流体燃料稳定性能和流变性能的主要方法;点火性能和燃烧性能的调控主要基于提高燃料液滴热传导和热辐射吸收能力、促进金属颗粒自身释热等途径,主要包括添加纳米金属颗粒、纳米金属氧化物及新型亚稳态分子间复合物等。纳米流体燃料的下一步研究应重点围绕拓宽纳米流体燃料界限、探索新型表面活性剂、建立纳米流体燃料点火燃烧理论体系等方面展开。 展开更多

关键词 纳米流体燃料 稳定性能 性能调控 点火 燃烧 表面活性剂 综述

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n-B/n-Ti/NC三元球形团聚颗粒的制备及燃烧性能

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作者 刘林林 熊玉姝 +3 位作者 詹发禄 徐抗震 王英红 李葆萱 《火炸药学报》 北大核心 2025年第3期223-229,I0004,共8页

为了提高硼的燃烧效率,采用溶胀-吸附-溶解团聚-成球法制备了n-B/n-Ti/NC三元球形团聚颗粒。采用SEM和DSC对颗粒的微观结构特征及热稳定性进行了表征,并通过激光点火系统对其燃烧特性进行了研究。结果表明,在团聚颗粒制备过程中,n-B和n... 为了提高硼的燃烧效率,采用溶胀-吸附-溶解团聚-成球法制备了n-B/n-Ti/NC三元球形团聚颗粒。采用SEM和DSC对颗粒的微观结构特征及热稳定性进行了表征,并通过激光点火系统对其燃烧特性进行了研究。结果表明,在团聚颗粒制备过程中,n-B和n-Ti可被吸附进入溶胀的NC毛细管中,从而形成以NC为团聚材料、n-Ti为助燃剂、n-B为高能燃烧剂,元素均匀分布、密实度高、成球率高的三元球形团聚颗粒;当NC、n-Ti和n-B的质量分数分别为17%、8%和75%时,团聚颗粒具有最短的点火延迟期(3.42ms)和燃烧时间(8ms);团聚颗粒各组分的相容性较好,具有较强的热稳定性。 展开更多

关键词 物理化学 纳米硼 纳米钛 球形团聚 硝化纤维素 点火延迟 燃烧性能

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基于卷积神经网络的火箭冲压组合发动机燃烧流场重构 被引量：1

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作者 高屹 刘冰 +3 位作者 张至斌 朱韶华 朱梦豪 秦飞 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期35-45,共11页

本文提出一种基于卷积神经网络架构的燃烧流场重构模型,旨在从低分辨率温度场中重构得到具有复杂流场特征的火箭冲压组合发动机二维温度场.通过大涡模拟方法获得了4种不同构型燃烧室的湍流燃烧流场数据集,使用其中3组构型作为训练集,并... 本文提出一种基于卷积神经网络架构的燃烧流场重构模型,旨在从低分辨率温度场中重构得到具有复杂流场特征的火箭冲压组合发动机二维温度场.通过大涡模拟方法获得了4种不同构型燃烧室的湍流燃烧流场数据集,使用其中3组构型作为训练集,并对另一个构型燃烧室温度场的重构结果进行分析,以对重构神经网络模型进行验证.研究结果表明,该温度场重构模型可以有效从低分辨率温度场中重构得到二维高分辨率温度分布,在中心火箭后缘主要燃烧区域的温度场重构平均误差小于5%,重构精度高于双三次插值算法.本研究数据集和模型可为后续实现组合发动机燃烧状态的智能感知和调控提供支撑. 展开更多

关键词 火箭冲压组合发动机 卷积神经网络 流场重构 湍流燃烧

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