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一种改进的固液火箭发动机故障诊断方法 被引量：2
1
作者 吴一凡 魏延明 +3 位作者 杨博 于贺 刘超凡 魏翔 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期88-99,共12页
针对固液火箭发动机的可靠性问题,设计了一种改进的贝叶斯网络故障诊断方法,可以通过网络化自主逻辑推理,对固液火箭发动机进行故障诊断。为了提取时序观测信号的故障特征,提出将步进法与核主成分分析(KPCA)相结合的分析方法,并根据模糊... 针对固液火箭发动机的可靠性问题,设计了一种改进的贝叶斯网络故障诊断方法,可以通过网络化自主逻辑推理,对固液火箭发动机进行故障诊断。为了提取时序观测信号的故障特征,提出将步进法与核主成分分析(KPCA)相结合的分析方法,并根据模糊C均值聚类算法(FCM)建立模糊多态贝叶斯网络,实现对观测信号尺度的模糊处理,提高对不确定性故障的诊断能力。通过Matlab/Simulink建立改进的贝叶斯网络故障诊断系统。仿真结果表明,改进的算法能够实现对固液火箭发动机常见故障的有效诊断,并能够适应小样本集学习的情况。与传统贝叶斯诊断算法相比,故障诊断的平均准确率提高了20.9%。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 故障诊断 贝叶斯网络 模糊C均值聚类 核主成分分析
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固液火箭发动机推进剂组合能量特性分析 被引量：5
2
作者 吴俊峰 李新田 +2 位作者 田辉 曾鹏 蔡国飙 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期225-229,共5页
对固液火箭发动机常用燃料和氧化剂进行了总结,计算了常用推进剂组合的能量特性。在常用的推进剂组合中,燃料HTPB(端羟基聚丁二烯)、Paraffin(石蜡)和PE(聚乙烯)分别与同种氧化剂组合后的能量性能较接近,氧化剂LOX(液氧)与燃料组合后的... 对固液火箭发动机常用燃料和氧化剂进行了总结,计算了常用推进剂组合的能量特性。在常用的推进剂组合中,燃料HTPB(端羟基聚丁二烯)、Paraffin(石蜡)和PE(聚乙烯)分别与同种氧化剂组合后的能量性能较接近,氧化剂LOX(液氧)与燃料组合后的真空比冲较高,98%H2O2与燃料组合后的密度比冲较高。对HTPB基燃料中加入添加物对发动机性能影响的单因素分析和正交试验设计表明,Al、AlH3、AP、B 4种添加物均使发动机最佳氧燃比值减小,AlH3对真空比冲的提高作用最显著,Al对密度比冲的提高作用最显著,各种添加物间的交互影响作用不明显。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 推进剂 能量特性 正交试验设计
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H_2O_2/HTPB缩比固液火箭发动机药柱燃速试验研究 被引量：6
3
作者 李新田 曾鹏 +1 位作者 田辉 蔡国飙 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期457-461,共5页
对采用90%H2O2/HTPB基推进剂组合的缩比固液火箭发动机开展了药柱燃速试验研究,得到了不同点火方式和不同氧化剂流率下的药柱燃速。试验结果表明,在相同的氧化剂流率下,催化点火方式比点火药点火方式药柱燃速要高,燃烧室压力更为平稳,... 对采用90%H2O2/HTPB基推进剂组合的缩比固液火箭发动机开展了药柱燃速试验研究,得到了不同点火方式和不同氧化剂流率下的药柱燃速。试验结果表明,在相同的氧化剂流率下,催化点火方式比点火药点火方式药柱燃速要高,燃烧室压力更为平稳,同时建压时间要长。根据点火药点火方式下不同氧化剂流率的药柱燃速拟合得到了燃速公式,并运用燃速公式对300 mm全尺寸发动机进行了装药设计及内弹道性能计算,得到的理论性能曲线与试验结果吻合很好,验证了本文采用的燃速研究方法及结果。 展开更多
关键词 过氧化氢 固液火箭发动机 燃速 地面试验
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H_2O_2-PE固液火箭发动机燃料退移速率研究 被引量：4
4
作者 杜新 汪亮 +2 位作者 葛李虎 张宝庆 张研 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期679-682,共4页
建立了 H2 O2 - PE固液火箭发动机中含有液体层的燃料热解模型 ,分析了影响 PE燃料热解的热环境。利用动坐标变换建立了燃料表面热解退移的一维瞬态导热微分方程 ,并与燃料表面的能量平衡方程耦合 ,得到了 PE燃料的退移速率。分析了影响... 建立了 H2 O2 - PE固液火箭发动机中含有液体层的燃料热解模型 ,分析了影响 PE燃料热解的热环境。利用动坐标变换建立了燃料表面热解退移的一维瞬态导热微分方程 ,并与燃料表面的能量平衡方程耦合 ,得到了 PE燃料的退移速率。分析了影响 PE燃料热解退移速率的各种因素和燃料表面液体层对发动机可能造成的影响。计算的 PE燃料退移速率与法国 展开更多
关键词 固液火箭发动机 退移速率 热解
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固液火箭发动机在空间发射上的应用前景 被引量：9
5
作者 胡建新 夏智勋 张钢锤 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2002年第3期18-22,共5页
介绍了固液火箭发动机的工作过程 ,研究了其特点和性能 ,讨论了固液火箭发动机符合低成本、高可靠、无污染的未来运载火箭发展的 3条原则 。
关键词 固液火箭发动机 空间发射 应用前景 混合推进 工作过程
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采用N_2O与含金属HTPB燃料固液火箭发动机燃速试验研究(英文) 被引量：2
6
作者 田辉 吴俊峰 +2 位作者 俞南嘉 李君海 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期413-421,共9页
为了研究含金属固体燃料固液火箭发动机的燃速及发动机的工作特征,采用N2O氧化剂与含Al,Mg和C的HTPB基固体燃料的固液发动机进行试验研究与分析,试验在3种尺寸药柱、多种氧化剂流量下进行,获得发动机的燃速、燃烧室压强及燃烧效率等参... 为了研究含金属固体燃料固液火箭发动机的燃速及发动机的工作特征,采用N2O氧化剂与含Al,Mg和C的HTPB基固体燃料的固液发动机进行试验研究与分析,试验在3种尺寸药柱、多种氧化剂流量下进行,获得发动机的燃速、燃烧室压强及燃烧效率等参数。为分析辐射换热对燃速的影响,把燃速分成两部分并提出相应的分析式:一部分由对流换热控制的燃速,由通过药柱通道的总质量流率来衡量;另一部分由辐射换热控制,通过燃烧产物中凝相组分对固体燃料壁面的辐射换热量决定。对试验结果进行分析发现,除富氧的情况外,热辐射控制的燃速约占总燃速的30%~60%,辐射控制燃速与对流控制燃速的比例趋势与燃烧产物中凝相组分的质量分数随氧燃比的变化规律相似。同时,试验结果显示,试验燃速总体上随着固体药柱通道中氧化剂质量流率的增加而增大。发动机的燃烧效率绝大多数位于80%~97%的范围,在化学当量比附近和富氧范围内,随着燃烧温度的降低而降低,效率曲线与理论绝热燃烧温度值的平方相似。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 燃烧效率 燃速 含金属固体燃料
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燃烧室结构对固液火箭发动机燃烧与流动的影响研究 被引量：3
7
作者 王明鉴 杜新 +1 位作者 何洪庆 谢丽宽 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期249-252,共4页
建立了85%H2O2-PE固液火箭发动机氧化剂H2O2催化分解、PE燃料热解以及热解气体与氧化剂分解气体扩散燃烧的综合模型,计算了固液火箭发动机燃烧室轴对称二维内流场,对不同结构燃烧室内流场的计算结果进行了对比,研究了补燃室和氧化剂入... 建立了85%H2O2-PE固液火箭发动机氧化剂H2O2催化分解、PE燃料热解以及热解气体与氧化剂分解气体扩散燃烧的综合模型,计算了固液火箭发动机燃烧室轴对称二维内流场,对不同结构燃烧室内流场的计算结果进行了对比,研究了补燃室和氧化剂入口突扩结构对发动机燃烧性能的影响。结果表明,增加氧化剂入口突扩段有利于发动机稳定工作和充分燃烧,增加补燃室长度可以提高发动机平均燃烧温度,使燃烧更加充分。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 燃烧与流动 燃烧温度 数值计算
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固液火箭发动机试验瞬时燃速分析方法 被引量：2
8
作者 李新田 曾鹏 +1 位作者 田辉 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期211-215,共5页
介绍了一种用于固液火箭发动机试验的瞬时燃速分析方法,运用该方法对H2O2/HTPB固液火箭发动机单室双推力长时间热试车试验进行燃速分析,拟合得到该工况下的燃速公式为r=1.847×10-2G0o.7304。根据燃速公式等计算结果对一次发动机... 介绍了一种用于固液火箭发动机试验的瞬时燃速分析方法,运用该方法对H2O2/HTPB固液火箭发动机单室双推力长时间热试车试验进行燃速分析,拟合得到该工况下的燃速公式为r=1.847×10-2G0o.7304。根据燃速公式等计算结果对一次发动机试验进行了预估,计算得到的预估内弹道性能曲线与试验结果吻合较好,验证了该瞬时燃速分析方法的可行性,为发动机工作时间较长、氧化剂流率变化较大时的燃速分析提供了一种途径。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 瞬时燃速 地面试验 内弹道
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固液火箭发动机燃烧稳定性试验(英文) 被引量：2
9
作者 张研 汪亮 +1 位作者 孙得川 杜新 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期265-269,共5页
针对固液火箭发动机低频非声振荡燃烧问题进行了发动机试验研究。介绍了挤压式过氧化氢(H2O2)-低密度聚乙烯(LDPE)固液火箭发动机试验系统及试验发动机结构特点,并分析了固液火箭发动机不稳定燃烧特点。试验结果表明,通过提高氧化剂供... 针对固液火箭发动机低频非声振荡燃烧问题进行了发动机试验研究。介绍了挤压式过氧化氢(H2O2)-低密度聚乙烯(LDPE)固液火箭发动机试验系统及试验发动机结构特点,并分析了固液火箭发动机不稳定燃烧特点。试验结果表明,通过提高氧化剂供应管路的刚性、改变喷嘴雾化效果,可解决低频振荡燃烧。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 实验系统 低频振荡燃烧
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固液火箭发动机车轮形装药参数化设计与内弹道性能研究 被引量：2
10
作者 李新田 蔡强 +2 位作者 李延成 王雪坤 淡林鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期724-730,共7页
装药设计和内弹道性能特性研究可为固液火箭发动机的设计和优化提供基础。建立了固液火箭发动机装药设计和内弹道计算的流程与方法,根据燃面退移规律,获得了车轮形装药燃烧面积、药柱通道面积等参数随燃去肉厚的变化关系。针对给定的设... 装药设计和内弹道性能特性研究可为固液火箭发动机的设计和优化提供基础。建立了固液火箭发动机装药设计和内弹道计算的流程与方法,根据燃面退移规律,获得了车轮形装药燃烧面积、药柱通道面积等参数随燃去肉厚的变化关系。针对给定的设计指标及动力系统方案,开展了有中心孔车轮形、无中心孔车轮形、双D形及管形装药方案设计。计算结果表明:在相同的设计要求下,车轮形装药具有更大的燃烧面积、更高的装填分数及更小的药柱长径比;管形装药的氧燃比、燃烧室压强、推力等性能参数随时间变化更小;减小药柱外径可提高管形、双D形装药的装填分数,但同时会提高药柱的长径比。研究结果对车轮形装药固液火箭发动机内弹道特性及规律的认识可起到较好的支撑作用。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 车轮形 装药设计 燃速 内弹道计算
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固液火箭发动机多界面喷管瞬态传热特性研究 被引量：4
11
作者 田辉 于瑞鹏 +3 位作者 常浩 赵胜 胡杨 张源俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期265-276,共12页
固液火箭发动机的喷管一般采用被动热防护结构形式,为了满足固液火箭发动机200s长时间工作的要求,采用碳陶复合材料、钨渗铜高温合金和高硅氧酚醛树脂等设计了三种喷管结构方案。首先基于固液火箭发动机的燃料热解模型和化学反应模型,... 固液火箭发动机的喷管一般采用被动热防护结构形式,为了满足固液火箭发动机200s长时间工作的要求,采用碳陶复合材料、钨渗铜高温合金和高硅氧酚醛树脂等设计了三种喷管结构方案。首先基于固液火箭发动机的燃料热解模型和化学反应模型,计算分析了固液火箭发动机的燃烧流场;随后结合烧蚀反应机理,建立了喷管瞬态热传导和烧蚀仿真模型,对喷管热防护材料内部的传热特性进行了计算分析。开展了相应的地面热试车试验,对仿真结果进行了验证。同时对三种不同方案喷管结构的传热特性进行了仿真计算,分析了固体药柱内径在工作过程中变化对喷管传热性能的影响,发现药柱内径会改变燃烧火焰层结构,进而影响喷管壁面的温度分布和热流分布,热流密度在喷管喉部位置达到最大值。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 喷管结构 长时间工作 耦合传热 试验研究
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固液火箭发动机装药设计优化 被引量：3
12
作者 曹泰岳 师艳辉 吴海波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期67-70,共4页
按两类不同的气化速率公式,讨论了固液火箭发动机燃料装药优化设计的方法和程序,并针对某HTPBLOX(或GOX)发动机,给出了多孔装药在不同孔数的情形下某些参数随时间的变化以及另一些参数的总体值或平均值,最后就燃料装药设计和配方设计给... 按两类不同的气化速率公式,讨论了固液火箭发动机燃料装药优化设计的方法和程序,并针对某HTPBLOX(或GOX)发动机,给出了多孔装药在不同孔数的情形下某些参数随时间的变化以及另一些参数的总体值或平均值,最后就燃料装药设计和配方设计给出了某些结论。 展开更多
关键词 推进剂药柱 配方 最优设计 固液火箭发动机
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固液火箭发动机燃料LDPE热解产物分布研究
13
作者 张研 汪亮 +1 位作者 孙得川 卢鑫 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期57-59,67,共4页
依据固液火箭发动机燃烧室内工作环境,采用裂解气相色谱法研究低密度聚乙烯(LDPE)的热解特性,并分析了裂解气相色谱实验数据;综合考虑热解过程、热解化学动力学和热解产物分布,利用统计理论建立LDPE的热解产物分布模型,根据该模型可得... 依据固液火箭发动机燃烧室内工作环境,采用裂解气相色谱法研究低密度聚乙烯(LDPE)的热解特性,并分析了裂解气相色谱实验数据;综合考虑热解过程、热解化学动力学和热解产物分布,利用统计理论建立LDPE的热解产物分布模型,根据该模型可得到在不同温度下LDPE热解的热解产物组成及相对含量。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 低密度聚乙烯 热解 热解模型
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固液火箭发动机矢量控制与喷管效率研究 被引量：3
14
作者 曹彬彬 蔡国飙 +1 位作者 田辉 朱浩 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1124-1130,共7页
运用平均雷诺N-S方程和k-ε湍流模型,对固液火箭发动机喷管二次燃气喷射形成的复杂内流场进行数值模拟。探究了二次喷射位置、喷射流量和喷射角度对矢量控制性能以及喷管效率的影响。结果表明,矢量控制性能和喷管效率不能同时达到最佳... 运用平均雷诺N-S方程和k-ε湍流模型,对固液火箭发动机喷管二次燃气喷射形成的复杂内流场进行数值模拟。探究了二次喷射位置、喷射流量和喷射角度对矢量控制性能以及喷管效率的影响。结果表明,矢量控制性能和喷管效率不能同时达到最佳。二次喷射位置对矢量控制性能影响趋势先增加后下降。二次喷射流量和喷射角度对矢量控制性能影响近似呈线性增加趋势。结合比冲损失确定理想矢量控制方案:喷射位置为喷管扩张段的1/2处到3/4处之间的位置;二次喷射流量为主流量的6%;二次喷射角度为140°。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 二次喷射 推力矢量控制 喷管效率 数值模拟
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面向成本的固液火箭发动机方案设计优化 被引量：4
15
作者 王鹏程 朱浩 蔡国飙 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期537-544,共8页
对固液火箭发动机(HRM)系统进行参数化建模,研究影响推力室等主要部件成本的主要因素,并建立相应成本模型。针对某运载火箭上面级固体火箭发动机CPKM的技术指标要求,采用多岛遗传算法(MIGA),开展面向成本和性能的多目标HRM设计优化。结... 对固液火箭发动机(HRM)系统进行参数化建模,研究影响推力室等主要部件成本的主要因素,并建立相应成本模型。针对某运载火箭上面级固体火箭发动机CPKM的技术指标要求,采用多岛遗传算法(MIGA),开展面向成本和性能的多目标HRM设计优化。结果表明,HRM在主要功能和部分性能上可替代CPKM;相比于CPKM,HRM在同速度增量下成本下降21.0%,同成本下速度增量提升15.8%;HRM方案设计阶段中,扩张比与比冲、长度、工作时间具有较强线性关系,速度增量和成本等两个优化目标的主要影响因素是初始推力和药柱肉厚。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 面向成本设计 多目标优化 多岛遗传算法
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亚轨道飞行器的固液火箭发动机的高维多目标设计优化 被引量：1
16
作者 孙兴亮 朱浩 +2 位作者 田辉 俞南嘉 蔡国飙 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1291-1298,共8页
为完成应用在亚轨道飞行器上的固液火箭发动机系统设计优化,且考虑到系统设计优化问题的复杂性以及采用单目标优化难以获得全局最优解,建立了固液火箭发动机系统设计的4目标设计优化模型,采用非支配排序遗传算法获得超空间Pareto解集。... 为完成应用在亚轨道飞行器上的固液火箭发动机系统设计优化,且考虑到系统设计优化问题的复杂性以及采用单目标优化难以获得全局最优解,建立了固液火箭发动机系统设计的4目标设计优化模型,采用非支配排序遗传算法获得超空间Pareto解集。利用基于变偏好区间的超径向可视化技术对超空间Pareto解集进行直观地分析,提高最优解选择的效率。最终获得了全局最优的固液火箭发动机系统设计方案,验证了建立的优化模型的准确性和相比于单目标优化的优势,论证了固液火箭发动机应用在亚轨道飞行器上切实可行以及变偏好区间超径向可视化技术处理超空间Pareto解集的高效性。 展开更多
关键词 亚轨道飞行器 固液火箭发动机 高维多目标优化 Pareto解集可视化 非支配排序遗传算法
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固液火箭发动机在远程空空导弹中的应用 被引量：1
17
作者 杜子琰 朱浩 +2 位作者 于瑞鹏 王鹏程 蔡国飙 《上海航天》 CSCD 2019年第6期49-54,共6页
为提高远程空空导弹性能,基于不死鸟导弹及其原有固体发动机的基本性能,开展了固液火箭发动机作为动力系统的远程空空导弹方案设计,通过固液火箭发动机的多次启动提高导弹飞行性能。采用多岛遗传算法,设计优化得到了替代不死鸟原固体火... 为提高远程空空导弹性能,基于不死鸟导弹及其原有固体发动机的基本性能,开展了固液火箭发动机作为动力系统的远程空空导弹方案设计,通过固液火箭发动机的多次启动提高导弹飞行性能。采用多岛遗传算法,设计优化得到了替代不死鸟原固体火箭发动机的固液火箭发动机方案,对发动机总体进行参数化仿真,得到导弹模型,并对导弹进行了气动估算和飞行仿真与分析。结果表明:固液火箭发动机可以显著提升远程空空导弹的射程和速度特性,具有良好的发展前景。 展开更多
关键词 固液火箭发动机 火箭发动机总体设计 空空导弹 多岛遗传算法 多次启动
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N2O／HTPB固液火箭发动机喷管两相流计算 被引量：8
18
作者 田辉 蔡国飙 孙再庸 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1146-1150,共5页
利用二维轴对称N-S方程对选用氧化亚氮/丁羟基燃料推进剂的固液混合火箭发动机的喷管两相流进行了计算.计算采用MacCormack时间推进预报校正二步格式,采用了Baldwin-Lomax代数湍流模型和两相平衡流模型.计算了三种氧燃比下4个不同喷管... 利用二维轴对称N-S方程对选用氧化亚氮/丁羟基燃料推进剂的固液混合火箭发动机的喷管两相流进行了计算.计算采用MacCormack时间推进预报校正二步格式,采用了Baldwin-Lomax代数湍流模型和两相平衡流模型.计算了三种氧燃比下4个不同喷管的喷管流场参数,并计算了喷管性能,通过比较两相流和气相流的计算结果,分析了不同氧燃比和喷管形状对喷管性能的影响,认为固液火箭发动机的性能主要受氧燃比的影响,为固液混合火箭发动机的设计提供了依据. 展开更多
关键词 固液混合火箭发动机 喷管 两相流 氧化亚氮 丁羟基燃料
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塞式喷管结构对固液火箭发动机的性能影响 被引量：1
19
作者 刘和东 田辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期792-801,共10页
为了分析塞式喷管结构对固液火箭发动机的性能影响,分别设计了使用塞式喷管和钟形喷管的固液火箭发动机。发动机喷管选取了三个不同的扩张比,对应高空和地面两个设计状态。通过数值仿真,预估了发动机的性能,并将使用塞式喷管结构和钟形... 为了分析塞式喷管结构对固液火箭发动机的性能影响,分别设计了使用塞式喷管和钟形喷管的固液火箭发动机。发动机喷管选取了三个不同的扩张比,对应高空和地面两个设计状态。通过数值仿真,预估了发动机的性能,并将使用塞式喷管结构和钟形喷管结构的两种固液火箭发动机进行了对比分析。结果表明:相对于钟形喷管结构,使用塞式喷管结构能够提高固液火箭发动机的燃烧效率和比冲效率,且最大分别提高了4.13%和3.37%;地面条件下,大扩张比的塞式喷管的仿真推力系数要比同扩张比的钟形喷管的仿真推力系数大2.69%,体现出塞式喷管的高度补偿效应;与钟形喷管内壁面温度相比,塞式喷管塞锥壁面的温度明显更低。 展开更多
关键词 塞式喷管 固液火箭发动机 数值仿真 性能
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H_2O_2-PE固液火箭发动机低频不稳定燃烧研究 被引量：4
20
作者 杜新 汪亮 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期24-27,共4页
介绍了85%H2O2 PE固液火箭发动机的低频不稳定燃烧特征;应用发动机质量守恒方程对发动机低频耦合振荡燃烧现象进行了一维模拟,分析了氧化剂喷射压降对低频不稳定燃烧的影响。利用扰动分析确立了固液火箭发动机的稳定工作限,提出了抑制... 介绍了85%H2O2 PE固液火箭发动机的低频不稳定燃烧特征;应用发动机质量守恒方程对发动机低频耦合振荡燃烧现象进行了一维模拟,分析了氧化剂喷射压降对低频不稳定燃烧的影响。利用扰动分析确立了固液火箭发动机的稳定工作限,提出了抑制低频耦合振荡燃烧的方法。 展开更多
关键词 固液混合火箭发动机 低频不稳定燃烧 质量守恒方程 稳定工作限
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