推进系统完全封闭管路内压力爬升速率的量化研究

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作者 高永 宇文雷 +2 位作者 丁凤林 王渊 翟阔阔 《化学推进剂与高分子材料》 CAS 2024年第3期42-45,共4页

为了量化评估推进系统完全封闭管路中的压力爬升速率,搭建了无水肼管路地面模拟试验系统,将试验结果与基于状态方程的理论方法和基于试验数据的经验方法进行了对比分析。结果表明,基于状态方程的理论方法能够准确表征不同温度下管路压... 为了量化评估推进系统完全封闭管路中的压力爬升速率,搭建了无水肼管路地面模拟试验系统,将试验结果与基于状态方程的理论方法和基于试验数据的经验方法进行了对比分析。结果表明,基于状态方程的理论方法能够准确表征不同温度下管路压力爬升速率的变化趋势,但在绝对值上与试验结果相差较大;基于试验数据的经验方法在压力爬升速率的绝对值上与地面试验结果较为接近,但不能反映不同温度下压力爬升速率变化趋势上的差异。通过修正基于状态方程的理论方法中的常数项,提出了一种半经验性的改进算法,更符合试验结果。改进算法的仿真结果表明,在10~40℃,完全封闭管路内无水肼的压力爬升速率为1.701~1.932MPa/℃。 展开更多

关键词 单组元推进系统 无水肼 状态方程 管路 体积膨胀系数

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空间极小推力宽范围可调推进技术研究进展 被引量：16

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作者 李永 刘旭辉 +4 位作者 汪旭东 耿金越 龙军 胡鹏 秦宇 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第6期1-12,19,共13页

空间极小推力宽范围可调推进技术是高精度航天器重点支撑技术,其性能决定了高精度控制任务的成败.在分析了空间极小推力宽范围可调推进技术内涵的基础上,对典型的宽范围极小推力冷气推进技术、电推进技术进行了国内外研究情况分析.研究... 空间极小推力宽范围可调推进技术是高精度航天器重点支撑技术,其性能决定了高精度控制任务的成败.在分析了空间极小推力宽范围可调推进技术内涵的基础上,对典型的宽范围极小推力冷气推进技术、电推进技术进行了国内外研究情况分析.研究分析了空间极小推力宽范围可调推进技术中涉及到的关键技术,如极小推力模型及高精度闭环控制技术、高精度流量驱动控制技术、高精度流量测量技术、高精度极小推力测试技术.对空间极小推力宽范围可调推进技术的发展现状和发展趋势进行了总结,给出了我国空间极小推力宽范围可调推进技术的发展建议.首次全面、系统地对空间极小推力宽范围可调推进技术进行了综述、总结和展望. 展开更多

关键词 超高精度 无拖曳 冷气变推力推进技术 电喷雾变推力推进技术 射频变推力推进技术 多级会切场变推力推进技术

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绿色高性能ADN基推力器关键组件测试及点火性能研究 被引量：3

3

作者 陈君 李国岫 +1 位作者 张涛 王梦 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第12期163-166,共4页

对新型绿色高性能ADN基推力器关键组件进行测试,介绍了ADN推进剂和材料之间的相容性,验证了催化剂在测试程序条件下的运行状态,阐述了点火结束后催化剂的活性以及推力器的状态。搭建了地面真空点火测试系统,按照程序的要求,考察了ADN基... 对新型绿色高性能ADN基推力器关键组件进行测试,介绍了ADN推进剂和材料之间的相容性,验证了催化剂在测试程序条件下的运行状态,阐述了点火结束后催化剂的活性以及推力器的状态。搭建了地面真空点火测试系统,按照程序的要求,考察了ADN基单组元推进剂及其在1N级ADN基发动机中的长稳态和脉冲点火性能,为后续推力器的设计和制造提供参考。 展开更多

关键词 二硝酰胺铵 推力器 组件测试 点火性能

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高总冲微阴极电弧推力器实验研究

4

作者 严浩 耿金越 +3 位作者 陈明阳 秦宇 龙军 刘旭辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期112-117,共6页

为提高微阴极电弧推力器(μCAT)的总冲,本文提出了一种圆柱形推力器结构设计,增加了推进剂的填充空间。由于结构发生了较大的变化,本文对新型μCAT在不同工作点下的性能进行了研究。在实验工作中采用扭摆测力台架测量实际推力,采用了数... 为提高微阴极电弧推力器(μCAT)的总冲,本文提出了一种圆柱形推力器结构设计,增加了推进剂的填充空间。由于结构发生了较大的变化,本文对新型μCAT在不同工作点下的性能进行了研究。在实验工作中采用扭摆测力台架测量实际推力,采用了数字滤波的方法消除了推力器点火对测力台架传感器信号的干扰。本研究使用了新研制的大功率可调电源,测试了电源功率、放电频率、外加磁场强度对推力的影响,探究了铜、钨、钼阴极的特性。当输入功率较小时,铜是理想的阴极材料,且该条件下,对于这三种金属,推力与放电频率均呈负相关性。可通过外加磁场增加圆柱形μCAT的推力,但是采用钼阴极时,过高的磁感应强度会造成推力下降。 展开更多

关键词 微阴极电弧推力器 高总冲 推力测量 真空电弧 放电参数

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压电比例阀调节的氙气微推进系统流量特性仿真研究 被引量：9

5

作者 汪旭东 李国岫 +2 位作者 陈君 刘旭辉 李洪萌 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2867-2873,共7页

基于压电比例阀驱动的氙气微推进系统是目前国际的发展趋势。压电比例阀作为该类型推进系统的核心组件,其性能将直接影响系统流量特性和推力。本文首先采用AMESim软件对某型氙气工作压力为0.3MPa的压电驱动氙气微推进系统进行建模,并对... 基于压电比例阀驱动的氙气微推进系统是目前国际的发展趋势。压电比例阀作为该类型推进系统的核心组件,其性能将直接影响系统流量特性和推力。本文首先采用AMESim软件对某型氙气工作压力为0.3MPa的压电驱动氙气微推进系统进行建模,并对系统填充过程中的气瓶与减压阀工作特性进行分析。然后研究了不同减压阀反馈腔压力条件下的减压阀与压电比例阀的阀芯运动和氙气质量流量特性。最后,分析了压电比例阀驱动电压对开机过程中的压电比例阀阀针位移、氙气质量流量特性的影响规律。结果显示,压电比例阀阀针在通电后迅速开启,其最终的稳定升程为3.7μm。系统的氙气质量流量的稳定值为5.63mg/s。减压阀反馈腔内的氙气压力越大,压电比例阀开启后的氙气质量流量稳定值越大且响应时间越长。仿真结果表明,本次研究的氙气微推进系统可以通过改变驱动电压实现对氙气质量流量的线性调节,系统氙气质量流量可在较短时间内达到目标值。 展开更多

关键词 无拖曳卫星 氙气微推进系统 AMESIM仿真 流量特性

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一种绿色无毒单组元微推力器性能试验研究 被引量：6

6

作者 付拓取 刘旭辉 +6 位作者 张伟 沈岩 王平 陈君 陈健 刘瀛龙 杨蕊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期85-91,共7页

为了获得研制的一种基于绿色无毒ADN基推进剂的单组元0.2N微推力器性能,对其进行了试验研究。通过真空加热试验,获得微推力器的温启动加热性能;通过高空模拟热试车试验,获得微推力器稳态和脉冲工况下,微推力器的推力、温度分布等参数,... 为了获得研制的一种基于绿色无毒ADN基推进剂的单组元0.2N微推力器性能,对其进行了试验研究。通过真空加热试验,获得微推力器的温启动加热性能;通过高空模拟热试车试验,获得微推力器稳态和脉冲工况下,微推力器的推力、温度分布等参数,考察微推力器的启动性能、稳态、脉冲工作稳定性,研究微推力器工作过程中推力室、前室和电磁阀温度变化规律,通过1000s长稳态点火试验,验证了微推力器长稳态工作的稳定性。结果表明,3W加热功率实现了微推力器200℃的温启动要求,微推力器完成了系列稳态、脉冲考核程序,工作过程中微推力器推力稳定,启动响应快,推力室温度最高达到1016℃。试验证明了研制的0.2N微推力器在完成结构微型化的同时,实现了微流量下推力器稳定工作,微推力器额定真空比冲大于200s,性能优良,200mN推力量级微推力器的成功研制,将进一步拓展ADN绿色无毒推进在微推进领域的应用。 展开更多

关键词 绿色推进 ADN基单组元微推力器 热试车

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无拖曳卫星氮气微推进系统填充与开机工作特性的仿真研究 被引量：3

7

作者 汪旭东 李国岫 +2 位作者 陈君 李洪萌 虞育松 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1367-1374,共8页

采用AMESim软件对氮气贮存压力为1.5×10^7 Pa、推力范围为mN级的压电驱动的氮气微推进系统进行建模。研究了氮气填充过程中氮气瓶、减压阀的压力和质量流量瞬态特性。分析了整合喷管的压电比例阀在开机过程中的瞬态工作特性。最后... 采用AMESim软件对氮气贮存压力为1.5×10^7 Pa、推力范围为mN级的压电驱动的氮气微推进系统进行建模。研究了氮气填充过程中氮气瓶、减压阀的压力和质量流量瞬态特性。分析了整合喷管的压电比例阀在开机过程中的瞬态工作特性。最后,研究了驱动电压对压电比例阀在开机过程中的阀芯位移和喷管推力瞬态值、阀芯运动和推力响应时间的影响规律。结果显示,当驱动电压为80 V时,阀芯的响应时间和稳定位移分别为0.64 ms和3.67μm。开机后8 ms,喷管推力达到稳定值(0.588 mN)。压电比例阀阀芯的开启响应快速,且驱动电压与喷管推力之间存在良好的线性关系,说明推力可通过改变驱动电压进行mN级的线性调节。 展开更多

关键词 无拖曳卫星 氮气微推进系统 AMESIM仿真 工作特性

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卫星单元肼推进系统轨控过程不确定性研究 被引量：3

8

作者 高永 方忠坚 +2 位作者 林倩 丁凤林 王渊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1195-1200,共6页

为评估卫星单元肼推进系统轨控过程的不确定性,建立了轨控过程的数值模型。定量分析了贮箱压力、贮箱温度、推力器点火时长等参数对轨控速度增量的影响,考察了在轨标定推力系数对于轨控模型的修正效果。选取某近地卫星对其轨道控制历史... 为评估卫星单元肼推进系统轨控过程的不确定性,建立了轨控过程的数值模型。定量分析了贮箱压力、贮箱温度、推力器点火时长等参数对轨控速度增量的影响,考察了在轨标定推力系数对于轨控模型的修正效果。选取某近地卫星对其轨道控制历史数据进行分析,通过在轨实测数据对轨控模型进行了验证。结果表明,采用在轨标定推力修正系数能够有效地降低轨道控制模型的平均误差,平均误差值从3.615%减至1.924%;通过参数敏感性分析,得出贮箱温度的总体影响不超过0.2%,贮箱压力的总体影响不超过5%。通过对点火时长的影响分析发现,在不同的贮箱压力下,存在一个特定的临界点火时长;点火时长低于临界点火时长时,贮箱压力的变化将不会被压力传感器识别。针对某低轨卫星,寿命初期箱压1.8MPa时,临界点火时长为8.5s;寿命末期0.5MPa时,临界点火时长为319.8s。 展开更多

关键词 肼推力器 单组元推进系统 不确定性 轨道控制 临界点火时长

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硝酸羟胺基推进系统研究与应用进展 被引量：2

9

作者 陈君 张涛 刘瀛龙 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第12期25-30,共6页

本文以高性能绿色硝酸羟胺(HAN)基推进系统为研究背景,阐述了HAN基推进剂的发展历史,并针对HAN基推力器内所涉及的复杂物理化学过程进行分析,文章还介绍了推进剂的理化特性、雾化及蒸发特性、电点火特性、分解和燃烧反应的研究现状;介... 本文以高性能绿色硝酸羟胺(HAN)基推进系统为研究背景,阐述了HAN基推进剂的发展历史,并针对HAN基推力器内所涉及的复杂物理化学过程进行分析,文章还介绍了推进剂的理化特性、雾化及蒸发特性、电点火特性、分解和燃烧反应的研究现状;介绍了具有代表性的LP系列、AF-315E和SHP-163系列推进剂,并分析我国在HAN基推进系统研究中所取得的研究成果。可以看出,HAN基推进系统的推广应用将对我国弹箭星船推进系统的高性能无毒化起到重要的推进作用。 展开更多

关键词 硝酸羟胺 推进系统 研究与应用

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ADN基液体推进剂射流撞网雾化特性的试验研究

10

作者 陈君 李国岫 +3 位作者 张涛 虞育松 丁佳伟 杨蕊 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第1期98-101,共4页

为了提升液体推进剂的雾化效果,采用二硝酰胺铵(ADN)基无毒空间推进剂,在近喷孔区施加金属网,利用高速摄影和马尔文粒度仪分别获得了喷雾撞网动态过程以及撞网后粒径分布,分析了金属网目数对于射流撞网破碎过程的影响规律。试验结果表明... 为了提升液体推进剂的雾化效果,采用二硝酰胺铵(ADN)基无毒空间推进剂,在近喷孔区施加金属网,利用高速摄影和马尔文粒度仪分别获得了喷雾撞网动态过程以及撞网后粒径分布,分析了金属网目数对于射流撞网破碎过程的影响规律。试验结果表明:金属网的添加,相比于自由射流,射流形态发生很大的变化,可以有效提高雾化效果;同时随着网目数的减少,撞网后雾化锥角逐渐增加,而平均粒径则逐渐减少。 展开更多

关键词 ADN液体推力器 网目数 射流撞网 雾化特性

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卫星推进系统温度均衡性控制方法研究 被引量：4

11

作者 纪嘉龙 丁凤林 +1 位作者 高永 刘国西 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期342-347,共6页

卫星推进系统在轨需要进行温度控制,尤其需要对推进系统的贮箱、管路温度进行合理的控制。针对小卫星、微小卫星热控资源紧张的情况,以及当前的热控设计方法在不同温度环境分布的推进系统应用中存在的温度分布不均的情况,提出了一种优... 卫星推进系统在轨需要进行温度控制,尤其需要对推进系统的贮箱、管路温度进行合理的控制。针对小卫星、微小卫星热控资源紧张的情况,以及当前的热控设计方法在不同温度环境分布的推进系统应用中存在的温度分布不均的情况,提出了一种优化的推进系统热控设计方法。在常规热控设计方法中考虑测温点最小值的同时,考虑了测温点的最大值因素,并根据最小值、最大值与控温区间的关系确定加热回路的开/关关系。采用本方法在整星热平衡试验中对推进系统进行了温度控制验证。试验结果验证了同时考虑控温区间上限和下限的热控设计方法的可行性和合理性。卫星在轨飞行阶段的推进系统参数验证了该温度控制方法能获得更好的推进系统温度分布均匀性,并保证了工作温度区间上限的裕度。 展开更多

关键词 推进系统 不平衡分布 温度控制 裕度 闭环

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推进剂加注后卫星封闭管路内压力爬升特性研究 被引量：1

12

作者 宇文雷 高永 +2 位作者 刘学 韩飞龙 翟阔阔 《化学推进剂与高分子材料》 CAS 2022年第5期39-44,共6页

为有效评估推进剂加注后卫星封闭管路的压力爬升特性,提出了一种综合考虑推进剂液体体积膨胀效应和管路残余气体压缩效应的改进算法,定量分析了初始液体温度、初始气体温度、初始加注压力和初始真空度等加注参数对管路压力爬升的影响。... 为有效评估推进剂加注后卫星封闭管路的压力爬升特性,提出了一种综合考虑推进剂液体体积膨胀效应和管路残余气体压缩效应的改进算法,定量分析了初始液体温度、初始气体温度、初始加注压力和初始真空度等加注参数对管路压力爬升的影响。结果表明,相对于传统的理想气体状态方程法和液体膨胀法,本文提出的改进算法与实测值最为接近;初始气体温度对管路压力爬升影响较小,初始液体温度越低、初始加注压力取值越高、初始真空度取值越低则管路压力爬升效果越明显;设置初始加注压力0.30MPa、初始真空度2.00kPa,在全工况范围内管路压力升高比不超过4.5,即管路压力不超过1.35MPa,满足推进系统压力警戒值不超过2 MPa的设计要求。 展开更多

关键词 液体推进剂 单组元推进系统 封闭管路 压力爬升 在轨加注

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微阴极电弧推力器工作性能影响因素研究 被引量：8

13

作者 耿金越 秦宇 +2 位作者 龙军 刘旭辉 沈岩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期157-163,共7页

采用试验方法研究了微阴极电弧推力器中峰值放电电流及外加磁场对其推力、比冲、寿命的影响规律。试验结果表明:峰值放电电流增加,阴极烧蚀量增加,元冲量增大;相比于较低的峰值放电电流(10A),更高的峰值放电电流(40A)可延长推力器的工... 采用试验方法研究了微阴极电弧推力器中峰值放电电流及外加磁场对其推力、比冲、寿命的影响规律。试验结果表明:峰值放电电流增加,阴极烧蚀量增加,元冲量增大;相比于较低的峰值放电电流(10A),更高的峰值放电电流(40A)可延长推力器的工作寿命;外加磁场增强,推力器喷射等离子体轴向速度增大,比冲增加。 展开更多

关键词 微阴极电弧推力器 真空电弧 工作性能 推力 磁场

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喷雾液滴与涂层壁面作用的机理性试验及其影响研究 被引量：4

14

作者 张榛 虞育松 +3 位作者 侯凌云 符鹏飞 毛晓芳 汪凤山 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1560-1567,共8页

为了研究双组元离心式发动机的喷雾液滴在撞击燃烧室涂层壁面后的发展行为,及其对发动机燃烧和传热的影响,进行了液滴与真实的涂层试样的机理性试验。通过试验,使用高速摄影装置观察了液滴在不同温度和入射韦伯数We的条件下撞击涂层试... 为了研究双组元离心式发动机的喷雾液滴在撞击燃烧室涂层壁面后的发展行为,及其对发动机燃烧和传热的影响,进行了液滴与真实的涂层试样的机理性试验。通过试验,使用高速摄影装置观察了液滴在不同温度和入射韦伯数We的条件下撞击涂层试样后的情况,包括撞击后粘附、铺展、破碎、飞溅、悬浮和反弹多种行为模式下的速度、粒径和角度,证明了涂层表面状态的差异性对于液滴撞壁行为有显著影响。根据试验结果,分别建立了两种涂层基于壁温与入射韦伯数We的液滴撞壁机制和数学模型,并结合化学反应动力学模型进行了燃烧传热分析,通过与OA模型仿真结果和真实发动机热试车测试数据的对比,验证了该模型具有更高的准确性。 展开更多

关键词 双组元发动机 涂层壁面 雾化液滴 撞壁试验 机制划分 建模

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大容量推进剂贮箱液体晃动性能试验 被引量：6

15

作者 胡齐 李永 +1 位作者 姚灿 刘锦涛 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第3期44-48,共5页

对某种内带推进剂管理装置(PMD)的大容量推进剂贮箱内液体晃动性能进行试验.开展不同充液比工况下空壳贮箱液体晃动试验,分析比较晃动试验结果与采用等效动力学模型的液体晃动理论计算结果,两者结果一致吻合,试验系统可靠性和理论模型... 对某种内带推进剂管理装置(PMD)的大容量推进剂贮箱内液体晃动性能进行试验.开展不同充液比工况下空壳贮箱液体晃动试验,分析比较晃动试验结果与采用等效动力学模型的液体晃动理论计算结果,两者结果一致吻合,试验系统可靠性和理论模型的正确性得到良好验证.然后开展了不同充液比工况下内带PMD贮箱液体晃动试验,试验结果表明贮箱内液体晃动性能受内部PMD结构影响明显.该试验研究结果为运载火箭和卫星的姿态和轨道控制系统的设计优化提供重要参考和数据支撑. 展开更多

关键词 液体晃动 晃动频率 阻尼 大容量推进剂贮箱 推进剂管理装置(PMD)

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液滴间相互碰撞融合与破碎的实验研究 被引量：3

16

作者 张涛 陈君 +3 位作者 李永平 宋新河 杨蕊 吕明 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期393-401,共9页

液滴间的相互碰撞对发动机液体燃料雾化、燃烧效率及颗粒物排放的减少均有重要影响;为了探究液滴间相互碰撞后的液滴融合与破碎过程,采用高速摄影技术对液滴间相互碰撞的融合过程、融合振荡无量纲宽长比变化历程、破碎过程以及液体物性... 液滴间的相互碰撞对发动机液体燃料雾化、燃烧效率及颗粒物排放的减少均有重要影响;为了探究液滴间相互碰撞后的液滴融合与破碎过程,采用高速摄影技术对液滴间相互碰撞的融合过程、融合振荡无量纲宽长比变化历程、破碎过程以及液体物性参数对碰撞破碎的影响进行了分析。结果表明,液滴间相互碰撞后主要呈现融合振荡与破碎两种运动形态;对融合振荡形态而言,两液滴间的碰撞速度及初始无量纲尺寸比越大,融合后液滴振荡的宽长比的最大值越大;对破碎形态而言,两液滴间的碰撞速度越大、初始无量纲尺寸比越小以及大液滴的表面张力越小,液滴发生破碎的时刻越小。研究结果可以为改善发动机缸内雾化,增大气/液间的接触面积,强化气/液间传热传质提供理论依据。 展开更多

关键词 液滴间碰撞 尺寸比 相对速度 破碎时刻

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甲基肼/四氧化二氮发动机脉冲工况仿真与试验研究 被引量：3

17

作者 汪凤山 姚兆普 +5 位作者 刘阳 张榛 蔡坤 王平 毛晓芳 杨柳 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2021年第4期56-62,共7页

基于简化化学反应模型,对甲基肼/四氧化二氮发动机脉冲工况燃烧特性进行了仿真分析,并结合高模热试车对仿真结果进行了对比验证.结果表明:燃烧室压力在3.7 ms时基本达到稳定;而温度场在8 ms左右达到稳定,室压先于温度场达到稳定;燃烧室... 基于简化化学反应模型,对甲基肼/四氧化二氮发动机脉冲工况燃烧特性进行了仿真分析,并结合高模热试车对仿真结果进行了对比验证.结果表明:燃烧室压力在3.7 ms时基本达到稳定;而温度场在8 ms左右达到稳定,室压先于温度场达到稳定;燃烧室壁面液膜热流密度先增大后降低,脉冲工况下发动机推力室壁面液膜冷却效果受脉冲宽度影响较大;不同的脉冲宽度下,燃烧室内的压力上升过程相同,关机后的压力下降过程也基本相同,发动机在2.5~3 ms后能够输出较稳定的推力或冲量. 展开更多

关键词 甲基肼/四氧化二氮 液体火箭发动机 脉冲工况

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基于FTA的减压器外漏率提升方法及试验研究 被引量：2

18

作者 王兆立 官长斌 +3 位作者 夏继霞 宋新河 王焕春 梁华冰 《机床与液压》 北大核心 2019年第16期22-24,共3页

针对某型号卫星用减压器产品的外漏率水平在指标要求附近、外漏密封裕度不高的情况,分析该产品的结构特点,开展相应的分析和试验工作;根据试验结果提出相应改进措施及相关试验验证。将改进后方案装配至产品,在产品研制流程中对其漏率情... 针对某型号卫星用减压器产品的外漏率水平在指标要求附近、外漏密封裕度不高的情况,分析该产品的结构特点,开展相应的分析和试验工作;根据试验结果提出相应改进措施及相关试验验证。将改进后方案装配至产品,在产品研制流程中对其漏率情况进行测试,试验结果表明改进后产品的外漏率密封裕度明显提升。 展开更多

关键词 减压器 FTA 外漏率 提升方法 试验研究

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ADN基推力器热回浸对毛细管微尺度流动特性影响的数值模拟研究 被引量：1

19

作者 刘旭辉 虞育松 +6 位作者 付拓取 张伟 高晨光 刘瀛龙 沈岩 陈君 王梦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期101-108,共8页

小推力ADN基推力器在工作中,其毛细管内的推进剂容易在壁面传热作用下发生相变,进而影响推力器的正常工作。为了深入理解推进剂在毛细管内的相变和流动特性,采用三维数值模拟方法对毛细管微尺度流动和相变特性进行计算。计算考虑了毛细... 小推力ADN基推力器在工作中,其毛细管内的推进剂容易在壁面传热作用下发生相变,进而影响推力器的正常工作。为了深入理解推进剂在毛细管内的相变和流动特性,采用三维数值模拟方法对毛细管微尺度流动和相变特性进行计算。计算考虑了毛细管与喷注器内的流固耦合传热、推进剂相变过程。推进剂相变采用Lee模型,气液体积分数的求解和气液界面捕捉重构采用VOF-CSF方法。本文首次采用VOF模型耦合Lee相变模型计算了ADN基推进剂在毛细管内的相变过程,并结合气泡空间分布仿真结果得到了质量流量和热回浸温度对流动特性的影响规律。计算结果显示,受到ADN基推进剂的冷却作用,毛细管内壁面温度要略低于外表面。毛细管内的气泡形成于弯管处,其体积沿着毛细管轴向下游逐渐增加,采取散热措施可减少并推迟气泡的形成。随着ADN基推进剂质量流量的降低或下游热回浸温度的增加,毛细管内的气泡均显著增加,且形成区域更接近上游区域。当热回浸温度从800K增加至1100K时,毛细管内的气泡体积从25.6mm^3增加至58.7mm^3。 展开更多

关键词 ADN基推进剂 微尺度两相流动 热回浸 相变 流固传热

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具有线性温度分布的射流失稳研究 被引量：1

20

作者 张涛 陈君 +3 位作者 李永平 白松 陈阳 吕明 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期273-279,共7页

基于线性稳定性理论,针对具有线性温度分布的液体射流分裂过程,建立了射流扰动控制方程,给出了扰动方程在气/液分界面上应满足的边界条件,推导出了描述存在温度扰动的圆柱形液体射流自由表面三维扰动发展的色散关系;模型中同时考虑了空... 基于线性稳定性理论,针对具有线性温度分布的液体射流分裂过程,建立了射流扰动控制方程,给出了扰动方程在气/液分界面上应满足的边界条件,推导出了描述存在温度扰动的圆柱形液体射流自由表面三维扰动发展的色散关系;模型中同时考虑了空化气泡、射流周围气体的旋转以及射流和周围气体的可压缩性;对建立的数学模型及相应的求解方法进行了验证.在此基础上,分析了非轴对称扰动下具有线性温度分布的射流表面扰动波数和扰动增长率的演化,讨论了存在温度扰动时,空化气泡、气体旋转以及射流和气体可压缩性对射流稳定性作用的变化.结果表明:温度扰动的存在不仅会对液体射流稳定性产生较大影响,使得最大扰动增长率明显增大,扰动波波数范围显著拓宽,而且还会对空化气泡、气体旋转以及射流和气体可压缩性对射流稳定性的作用产生一定的影响. 展开更多

关键词 液体射流 热稳定性 温度扰动 数学模型

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