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变推力液体火箭发动机研究进展
1
作者 谭永华 潘匡志 +1 位作者 周康 兰晓辉 《中国航天》 2023年第5期24-31,共8页
液体火箭发动机通过将液体推进剂化学能转化为动能,作用在发动机上产生推力,是大型运载器的助推级、一级、二级、上面级及各类空间飞行器常用的动力装置。近年来,随着航天技术的发展,空间探索与空间战略资源竞争更加激烈,2022年全球航... 液体火箭发动机通过将液体推进剂化学能转化为动能,作用在发动机上产生推力,是大型运载器的助推级、一级、二级、上面级及各类空间飞行器常用的动力装置。近年来,随着航天技术的发展,空间探索与空间战略资源竞争更加激烈,2022年全球航天发射次数创新高。值得注意的是,仅美国太空探索技术(SpaceX)公司就执行了61次发射,发射次数接近我国火箭发射总次数,“灰背隼”(Merlin)系列发动机再次受到关注;同时,国际航天界也迎来了深空探测成果井喷期,大范围变推力发动机技术作为探测器月面软着陆主要技术支撑,引发了新一轮变推力液体火箭发动机技术研究热潮。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 变推力发动机 液体推进剂 空间飞行器 太空探索 火箭发射 空间探索 航天发射
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融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法与应用 被引量：1
2
作者 谭永华 赵剑 +2 位作者 张武昆 王珺 高玉闪 《火箭推进》 CAS 2023年第4期1-16,共16页
增材制造技术在液体火箭发动机中应用的广度和深度不断增强。在发动机的设计层面,经历了由最初的“原位制造替代”到中间的“制造驱动设计”,再到“设计引领制造”3个设计理念阶段的变革。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法... 增材制造技术在液体火箭发动机中应用的广度和深度不断增强。在发动机的设计层面,经历了由最初的“原位制造替代”到中间的“制造驱动设计”,再到“设计引领制造”3个设计理念阶段的变革。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法和准则进行了总结,包括结构优化设计技术、结构与功能一体化设计技术、复杂组件集成技术和基于增材制造工艺约束与材料性能的设计技术。以常平环和换热器等在发动机增材制造中应用很广泛的典型承载和热力组件为例,介绍了融合增材制造后产品的具体创新设计思路。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法和发展方向进行了总结与讨论。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 增材制造 融合创新设计 结构功能一体化 轻量化
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基于控制力矩陀螺的航天器功率最优姿态控制
3
作者 李兵科 于延波 +2 位作者 王蜀泉 谭永华 岳文龙 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-39,共10页
本文研究基于控制力矩陀螺利用零子空间的航天器姿态控制功率优化问题.航天器采用4个为一组的控制力矩陀螺(CMG)作为姿态控制执行机构.对于N-CMG(N≥4)组而言,如非进入奇异构型,控制的解空间存在一维自由度的零运动.利用该自由度,根据... 本文研究基于控制力矩陀螺利用零子空间的航天器姿态控制功率优化问题.航天器采用4个为一组的控制力矩陀螺(CMG)作为姿态控制执行机构.对于N-CMG(N≥4)组而言,如非进入奇异构型,控制的解空间存在一维自由度的零运动.利用该自由度,根据设定的功率函数,可通过局部优化算法在零运动空间求解功率最优解.将该功率最优化算法分别应用于姿态跟踪任务与姿态稳定任务,仿真结果表明,这种功率最优算法对姿态稳定任务具有更好的功率优化效果. 展开更多
关键词 控制力矩陀螺(CMG) 功率最优 航天器姿态控制
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周期性轻质多孔结构在能量吸收和振动方面的研究进展 被引量：2
4
作者 张武昆 谭永华 +3 位作者 高玉闪 赵剑 熊健 王珺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1-19,共19页
周期性多孔结构以其轻质、高强等优异的力学性能和减振、能量吸收等多功能特性引发诸多学者越来越多的关注。该研究对近年来周期性超轻多孔结构及其填充混杂复合结构在能量吸收和振动性能方面的研究情况进行了综述。首先,概述了超轻多... 周期性多孔结构以其轻质、高强等优异的力学性能和减振、能量吸收等多功能特性引发诸多学者越来越多的关注。该研究对近年来周期性超轻多孔结构及其填充混杂复合结构在能量吸收和振动性能方面的研究情况进行了综述。首先,概述了超轻多孔结构在减振和抗冲击性能方面优势明显的胞元及结构形式;其次,对于能量吸收方面,重点从准静态载荷、冲击载荷和应用三个角度评述了研究成果;然后,针对振动特性,介绍了振动分析、减振隔振和振动特性应用方面的研究工作;最后,展望其后续的发展方向,包括基于增材制造的多孔结构的动态力学模型研究、超轻多孔结构的疲劳及损伤容限性能研究、多孔结构在多场及多种载荷下动态力学性能研究、面向吸能和减振的多孔结构胞元设计和填充材料组集优化方法、面向工程应用的多孔结构材料功能一体化设计等。 展开更多
关键词 超轻多孔结构 振动 抗冲击 能量吸收
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增材制造BCCZ点阵夹芯梁结构的自由振动分析 被引量：1
5
作者 张武昆 谭永华 +3 位作者 高玉闪 王珺 赵剑 耿小亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期318-325,共8页
通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备... 通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备了BCCZ点阵夹芯梁试件,进行了模态试验,有限元和试验验证了理论模型的准确性。然后研究了胞元直径、面板厚度和芯子高度等结构几何参数和材料性能对BCCZ点阵结构振动性能的影响规律。结果表明:减小胞元直径,减小面板厚度,提高芯子高度均可以提高BCCZ点阵夹芯梁结构的一阶固有频率参数(一阶固有频率与同质量同面板面积的实体结构之比),胞元直径的影响最明显。面板-芯子-面板材料组合为钛-铝-钛时一阶固有频率最高。研究结果对BCCZ点阵夹芯结构的设计及工程应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 点阵夹芯梁 自由振动 固有频率 增材制造 有限元
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多层尺寸梯度面心立方点阵结构力学性能研究 被引量：1
6
作者 张武昆 谭永华 +2 位作者 高玉闪 王珺 赵剑 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期21-30,共10页
针对均匀点阵结构能量吸收性能低和截面梯度点阵结构刚度性能较差的问题,设计了多层尺寸梯度面心立方点阵结构,通过理论、仿真和试验方法研究了其力学性能。首先,采用SS316L不锈钢材料和选择性激光熔融(SLM)技术,制备了胞元尺寸梯度面... 针对均匀点阵结构能量吸收性能低和截面梯度点阵结构刚度性能较差的问题,设计了多层尺寸梯度面心立方点阵结构,通过理论、仿真和试验方法研究了其力学性能。首先,采用SS316L不锈钢材料和选择性激光熔融(SLM)技术,制备了胞元尺寸梯度面心立方(SG-FCC)和均匀面心立方(U-FCC)两种点阵结构的试验件,并进行了准静态压缩试验;然后,在试验和有限元分析的基础上,获得了两种点阵结构在压缩过程的力学行为,基于杆梁变形理论和多层梯度点阵结构刚度组集方法,提出了两种点阵结构的等效弹性模量理论模型;最后,研究了不同梯度因子对SG-FCC点阵结构压缩性能的影响规律。试验结果表明:相比于U-FCC点阵结构,SG-FCC点阵结构的力学性能更加优异,其刚度和比刚度分别增长了17.8%和16.2%,吸能量和比吸能量分别提高了10.8%和10.36%。所提出的SG-FCC点阵结构弹性模量理论模型与试验和有限元分析结果相比吻合较好,误差小于10%,可用于SG-FCC点阵结构的刚度预测;当梯度因子为1.5时,SG-FCC点阵结构的刚度性能较好;当梯度因子为3时,SG-FCC点阵结构的吸能性能较好。该研究可为集高刚度和大吸能性能的轻质化结构设计和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 梯度面心立方点阵结构 弹性模量 压缩性能 梯度因子 有限元分析
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液氧煤油高压补燃循环发动机深度变推力系统方案研究 被引量：23
7
作者 谭永华 杜飞平 +1 位作者 陈建华 张淼 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1201-1209,共9页
鉴于重复使用运载器对动力系统的技术需求,以我国新一代运载火箭主动力液氧煤油高压补燃循环发动机为研究对象,建立了多参数、非线性以及强耦合的发动机系统仿真平台。在分析国内外变推力液体火箭发动机技术特点的基础上,根据液氧煤油... 鉴于重复使用运载器对动力系统的技术需求,以我国新一代运载火箭主动力液氧煤油高压补燃循环发动机为研究对象,建立了多参数、非线性以及强耦合的发动机系统仿真平台。在分析国内外变推力液体火箭发动机技术特点的基础上,根据液氧煤油发动机单路推力调节的仿真结果,首次提出了发生器燃料路流量调节器调节、主涡轮前燃气分流以及氧化剂主路节流等相结合,并辅助以气体乳化提高喷注器压降的组合深度推力调节方案。仿真结果表明:发动机推力调节能力可达10:1,且能实现多次点火起动,具有性能高、调节范围大的优点。 展开更多
关键词 重复使用运载器 变推力发动机 液氧煤油补燃发动机 系统仿真 推力调节
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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：10
8
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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振动台虚拟试验仿真技术研究 被引量：12
9
作者 谭永华 蔡国飙 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期30-34,共5页
将振动台刚体模型、数学参数模型与夹具有限元模型相结合,建立振动试验仿真系统。借助Virtual.lab软件包分别建立电动振动台及夹具的刚体和有限元模型,并结合振动台动圈物理参数建立振动台数学参数模型,实现与Matlab/Simulink软件的联... 将振动台刚体模型、数学参数模型与夹具有限元模型相结合,建立振动试验仿真系统。借助Virtual.lab软件包分别建立电动振动台及夹具的刚体和有限元模型,并结合振动台动圈物理参数建立振动台数学参数模型,实现与Matlab/Simulink软件的联合控制,形成电动振动台虚拟振动试验仿真平台。以夹具的正弦扫描试验为例,研究仿真过程中传递函数求取及控制信号幅值提取的方法。结果表明,这种联合仿真方法能较好地模拟实物试验,并且也可使控制效果可视化。 展开更多
关键词 虚拟试验 正弦扫描 振动台
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大推力液体火箭发动机研究 被引量：34
10
作者 谭永华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1303-1308,共6页
大推力火箭发动机是航天发展的基础,是国家高科技水平和综合国力的体现。分析了运载火箭主动力发展的现状和趋势,指出大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机是发展方向和最佳组合。提出了我国重型运载火箭大推力液氧煤油发动机和液氧液... 大推力火箭发动机是航天发展的基础,是国家高科技水平和综合国力的体现。分析了运载火箭主动力发展的现状和趋势,指出大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机是发展方向和最佳组合。提出了我国重型运载火箭大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机的总体方案和主要参数,研究了两种发动机的关键技术及其解决途径。这两种大推力发动机的研制,将为我国载人登月、深空探测等重大航天活动和空间利用提供动力支撑。 展开更多
关键词 液氧煤油发动机 液氧液氢发动机 载人登月 重型运载火箭 关键技术
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油茶籽油香气成分的SPME-GC/MS分析 被引量：9
11
作者 谭永华 王道平 +1 位作者 潘卫东 杨小生 《亚热带农业研究》 2013年第4期243-246,共4页
采用SPME-GC/MS联用法,对贵州油茶籽油香气成分进行分析,共分离出63种成分,并鉴定了其中54种成分,所鉴定成分峰面积分别占总挥发性化学成分的96.43%,确定其主要成分为醛类物质。
关键词 油茶籽油 香气成分 固相微萃取 气质联用
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中国重型运载火箭动力系统研究 被引量：32
12
作者 谭永华 《火箭推进》 CAS 2011年第1期1-6,共6页
分析了未来航天发展趋势,指出为实现载人登月和深空探测,发展重型运载火箭,研制大推力火箭发动机势在必行。提出了中国重型运载火箭主动力——600吨级液氧煤油发动机和200吨级液氧液氢发动机的总体方案,确定了发动机的主要参数,明确了... 分析了未来航天发展趋势,指出为实现载人登月和深空探测,发展重型运载火箭,研制大推力火箭发动机势在必行。提出了中国重型运载火箭主动力——600吨级液氧煤油发动机和200吨级液氧液氢发动机的总体方案,确定了发动机的主要参数,明确了发动机的关键技术,考虑了发动机的研制条件,进行了发动机研制策划。根据中国的技术水平和经济实力,有望在2020年前后完成两种发动机研制。 展开更多
关键词 载人登月 深空探测 重型运载火箭 液体火箭发动机 液氧煤油发动机 液氧液氢发动机
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甲钴胺、依帕司他联合神经血管治疗仪治疗糖尿病周围神经病变的临床效果 被引量：8
13
作者 谭永华 谭永兰 陈士建 《中外医学研究》 2021年第21期51-53,共3页
目的:评估应用甲钴胺、依帕司他联合神经血管治疗仪治疗糖尿病周围神经病变患者的效果。方法:选择本院2019年6月-2020年6月就诊的糖尿病周围神经病变患者90例。根据随机数字表法分为对照组与观察组,各45例。对照组行甲钴胺、依帕司他治... 目的:评估应用甲钴胺、依帕司他联合神经血管治疗仪治疗糖尿病周围神经病变患者的效果。方法:选择本院2019年6月-2020年6月就诊的糖尿病周围神经病变患者90例。根据随机数字表法分为对照组与观察组,各45例。对照组行甲钴胺、依帕司他治疗,观察组接受甲钴胺、依帕司他联合神经血管治疗仪治疗。比较两组治疗效果。结果:治疗后,观察组MNSI评分(神经症状评分、神经体征评分)均低于对照组(P<0.05)。观察组治疗总有效率高于对照组(P<0.05)。治疗后,观察组腓总神经传导速度、右正中神经传导速度均大于对照组(P<0.05)。结论:甲钴胺、依帕司他联合神经血管治疗仪治疗糖尿病周围神经病变效果显著,值得在临床上进行使用和推广。 展开更多
关键词 甲钴胺 依帕司他 神经血管治疗仪 糖尿病周围神经病变
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一种针对液体火箭发动机可靠性的双线评估方法 被引量：3
14
作者 谭永华 李健 +4 位作者 贺元军 周海京 王亚龙 李福秋 刘金燕 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期421-430,共10页
针对液体火箭发动机可靠性评估过程中试验数据利用不充分、主观性强、与设计改进关联不足等现状,给出了一种可靠性双线评估方法,在有限试车条件下提升可靠性评估结果的准确性,并从风险控制角度识别出发动机的薄弱环节。该方法采用两条... 针对液体火箭发动机可靠性评估过程中试验数据利用不充分、主观性强、与设计改进关联不足等现状,给出了一种可靠性双线评估方法,在有限试车条件下提升可靠性评估结果的准确性,并从风险控制角度识别出发动机的薄弱环节。该方法采用两条主线开展可靠性评估,第一条线以发动机部组件试验数据为输入,以发动机工作时序为线索,识别发动机故障模式,建立可靠性模型,将部组件故障模式的发生概率带入可靠性模型中,采用不确定性传播算法,得到发动机可靠性先验分布。第二条线以发动机整机试验数据为输入,采用威布尔可靠性评估方法,得到发动机可靠性追加信息;随后采用贝叶斯方法进行双线融合,计算发动机可靠性的后验分布。通过可靠性双线评估方法,扩充了可靠性评估的数据来源,并从风险控制角度辨识了发动机的关键部组件及其故障模式,提升了可靠性评估的工程应用价值。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 故障诊断 可靠性模型 可靠性评估 数据融合 风险控制
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关于镇墩稳定计算的探讨 被引量：8
15
作者 谭永华 许长红 昌彩霞 《湖南水利水电》 2011年第3期29-30,33,共3页
文章针对镇墩计算过程中出现的问题,探讨其解决的方法,以便在镇墩设计工作中达到既满足工程安全需要又经济合理的目的。
关键词 稳定 抗滑移 抗倾覆 基底应力 镇墩
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提升基础研究平台能力,支撑液体动力技术创新发展 被引量：2
16
作者 谭永华 《火箭推进》 CAS 2010年第1期1-7,24,共8页
从基础理论与设计准则创建、提高产品质量与可靠性、支撑关键技术攻关及引领技术创新发展等层面论述了液体动力技术基础研究的重要性。介绍了俄罗斯、美国、欧洲及日本等相关领域的发展概况,并与国内基础研究情况进行了比较。从优化整... 从基础理论与设计准则创建、提高产品质量与可靠性、支撑关键技术攻关及引领技术创新发展等层面论述了液体动力技术基础研究的重要性。介绍了俄罗斯、美国、欧洲及日本等相关领域的发展概况,并与国内基础研究情况进行了比较。从优化整合资源、创新体制机制、强化队伍建设及增加研究经费等方面,提出了提升我国液体动力技术基础研究平台能力的对策。 展开更多
关键词 基础研究 液体动力技术 创新发展
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向家坝水电站无岩台岩壁梁设计
17
作者 谭永华 李小进 昌彩霞 《湖南水利水电》 2009年第5期12-15,共4页
文章针对向家坝水电站地下厂房尾水闸门室内的无岩台岩壁梁结构,采用关沛文法进行结构计算,并采用平面有限元法进行复核计算,对两种方法的计算结果进行比对,以印证关沛文法的假定是否符合实际受力情况。
关键词 关沛文法 无岩台岩壁梁 平面有限元法 向家坝水电站
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液体火箭发动机高转速诱导轮旋转空化 被引量：30
18
作者 陈晖 李斌 +1 位作者 张恩昭 谭永华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期390-395,共6页
诱导轮是提高液体火箭发动机泵抽吸性能的重要部件,而高速诱导轮中出现的旋转空化现象有时会严重影响涡轮泵的正常工作。利用基于Rayleigh-Plesset方程的混合流体模型对某诱导轮2D叶栅中的非定常空化流动进行了计算,模拟了迁移速度比约... 诱导轮是提高液体火箭发动机泵抽吸性能的重要部件,而高速诱导轮中出现的旋转空化现象有时会严重影响涡轮泵的正常工作。利用基于Rayleigh-Plesset方程的混合流体模型对某诱导轮2D叶栅中的非定常空化流动进行了计算,模拟了迁移速度比约为1.0~1.4的旋转空化现象,并对其内在机理进行了分析。通过水力实验,利用非稳态信号时-频谱分析技术,捕捉到多种工况下旋转空化的动力学特征,同时观测得到该非定常现象的发生区间和其它特性。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 涡轮泵 诱导轮 旋转空化 数值仿真
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涡轮盘结构模态分析 被引量：14
19
作者 何泽夏 李锋 +1 位作者 孙秦 谭永华 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期927-930,共4页
某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现严重的裂纹故障,为确定故障原因,分析涡轮盘在高温及高转速下的模态特性。对比热试车涡轮泵试验数据,分析结果表明,改进前结构存在与转速6倍频耦合的涡轮盘模态,而改进后结构明显避开了耦合模态。同时... 某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现严重的裂纹故障,为确定故障原因,分析涡轮盘在高温及高转速下的模态特性。对比热试车涡轮泵试验数据,分析结果表明,改进前结构存在与转速6倍频耦合的涡轮盘模态,而改进后结构明显避开了耦合模态。同时,分析结果为后续结构动态响应研究提供准确的输入数据。 展开更多
关键词 涡轮泵 涡轮盘 模态特性 模态分析 故障
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富氧预燃室高压缩尺试验研究 被引量：9
20
作者 吴宝元 葛李虎 +1 位作者 谭永华 刘红军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期104-108,共5页
为满足液氧/煤油发动机推力大范围变化和预燃室要在大范围工况条件下工作的要求,采用带缩进长度和二次喷注的双组元离心式喷注单元,对富氧预燃室进行了高压缩尺试验研究。头部二次喷注孔为矩形和圆形、身部4种不同长度的6台试验件的试... 为满足液氧/煤油发动机推力大范围变化和预燃室要在大范围工况条件下工作的要求,采用带缩进长度和二次喷注的双组元离心式喷注单元,对富氧预燃室进行了高压缩尺试验研究。头部二次喷注孔为矩形和圆形、身部4种不同长度的6台试验件的试验结果表明,缩尺试验的最好温度均匀性≤50℃,燃气平均停留时间为10ms左右,矩形和圆形喷注方案的缩进室混合比分别小于20和24时可以避免产生低频不稳定燃烧。所得结论可用于液氧/煤油发动机的研制,并对新型发动机的研制具有一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 烃氧发动机 高压补燃火箭发动机 富氧推进剂 预燃室 燃烧试验 缩尺模型
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