单向阀流路系统自激振荡特性研究 被引量：16

1

作者 刘上 刘红军 +3 位作者 徐浩海 程亚威 段捷 李春红 《火箭推进》 CAS 2011年第3期1-5,17,共6页

针对液流试验中出现的单向阀系统自激振荡现象,建立了描述该系统动态过程的非线性动力学模型。通过数值计算证实了系统在一定条件下出现极限环,系统是局部稳定,大范围不稳定,计算结果与试验相吻合。分析了此系统产生自激振荡的原因、影... 针对液流试验中出现的单向阀系统自激振荡现象,建立了描述该系统动态过程的非线性动力学模型。通过数值计算证实了系统在一定条件下出现极限环,系统是局部稳定,大范围不稳定,计算结果与试验相吻合。分析了此系统产生自激振荡的原因、影响因素及抑制措施。 展开更多

关键词 单向阀 非线性系统 自激振荡 试验验证 稳定性

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深度变推力液氧煤油发动机初步方案研究 被引量：12

2

作者 徐浩海 李春红 +2 位作者 陈建华 张淼 吕顺进 《载人航天》 CSCD 2016年第2期150-155,共6页

针对载人登月着陆器对高性能深度变推力动力的需求,结合国内外探月及空间探索变推力发动机方案与最新进展,在我国补燃循环液氧煤油发动机高性能和具有一定推力调节能力的基础上,基于发动机推力调节敏感度分析,提出推力敏感度强/调节方... 针对载人登月着陆器对高性能深度变推力动力的需求,结合国内外探月及空间探索变推力发动机方案与最新进展,在我国补燃循环液氧煤油发动机高性能和具有一定推力调节能力的基础上,基于发动机推力调节敏感度分析,提出推力敏感度强/调节方案简单的泵压式深度变推力液氧煤油发动机方案;同时针对液氧煤油发动机深度变推力调节特性,提出了大范围推力调节、大变比高性能喷注器、宽范围推力室可靠冷却及高性能、稳定性能涡轮泵等关键技术及其解决途径。 展开更多

关键词 深度变推力 液氧煤油 发动机

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流量调节器-管路系统频率特性及稳定性 被引量：12

3

作者 刘上 刘红军 +2 位作者 徐浩海 程亚威 陈宏玉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期631-638,共8页

针对某型流量调节器及管路系统,建立了描述其动态特性的频域分析模型,研究了系统在入口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性。结果表明系统响应的谐振频率反映了管路的声学特性,而调节器滑阀的作动,对谐振峰具有放大效果。通... 针对某型流量调节器及管路系统,建立了描述其动态特性的频域分析模型,研究了系统在入口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性。结果表明系统响应的谐振频率反映了管路的声学特性,而调节器滑阀的作动,对谐振峰具有放大效果。通过分析系统在不同参数下的固有复频率,获得了系统稳定性边界随入口阻力的变化规律。当入口阻力由0向匹配阻力递增时,系统不稳定的区间不断缩小。当入口阻力超过某一值后,系统的不稳定区间消失。系统产生不稳定的机理是,在一定的频率范围内,流量调节器表现出负阻力特性,且当负阻力效果超过入口阻力耗散时,所在的频率范围就是系统的不稳定频率区间。若管路长度决定的系统固有振荡频率落入不稳定的频率区间内,则系统在此固有频率下产生不稳定。 展开更多

关键词 流量调节器 管路 频率特性 稳定性

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补燃循环发动机起动过程涡轮功率控制 被引量：11

4

作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2006年第4期10-14,共5页

分析了采用富氧燃气发生器的补燃循环发动机起动过程中涡轮功率的控制方法,指出起动过程中涡轮功率的主要控制参数为发生器温度和涡轮压比。起动过程中发生器温度的控制依靠选择合适的流量调节器起动流量、转级时间和转级速率来实现。... 分析了采用富氧燃气发生器的补燃循环发动机起动过程中涡轮功率的控制方法,指出起动过程中涡轮功率的主要控制参数为发生器温度和涡轮压比。起动过程中发生器温度的控制依靠选择合适的流量调节器起动流量、转级时间和转级速率来实现。起动过程中涡轮压比的控制需要控制推力室的建压时间和建压幅度,这需要选择合适的推力室燃料主阀打开时间、燃料节流阀转大流量的时间。通过数值仿真,分析了上述控制方法对发动机起动过程的影响机理。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 补燃循环 起动 功率控制

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补燃循环液体火箭发动机大范围工况调节方案研究 被引量：9

5

作者 段小龙 刘站国 +2 位作者 王拴虎 徐浩海 董锡鉴 《火箭推进》 CAS 2004年第3期1-6,共6页

结合液氧/煤油补燃循环发动机的结构和工作特点,重点探讨了推力室燃料主路节流、涡轮分流以及变发生器混合比等推力调节方案在发动机上的应用,确定了在发生器燃料路设置流量调节器改变发生器混合比,实现发动机推力在50%～110%范围内调... 结合液氧/煤油补燃循环发动机的结构和工作特点,重点探讨了推力室燃料主路节流、涡轮分流以及变发生器混合比等推力调节方案在发动机上的应用,确定了在发生器燃料路设置流量调节器改变发生器混合比,实现发动机推力在50%～110%范围内调节的方案,分析了推力调节速率对发动机工作过程的影响及主要组件的适应性。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 补燃循环 工况调节

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补燃循环发动机强迫起动研究 被引量：10

6

作者 杨永强 刘红军 +1 位作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2011年第2期14-18,共5页

某泵压式液体火箭发动机是我国首台采用强迫起动方式的补燃循环发动机。结合发动机特点建立了强迫起动模型,进行了系统级冷调试验,根据试验及仿真结果确定了发动机起动参数及起动程序。针对试车暴露的问题,采取一系列措施解决了起动超... 某泵压式液体火箭发动机是我国首台采用强迫起动方式的补燃循环发动机。结合发动机特点建立了强迫起动模型,进行了系统级冷调试验,根据试验及仿真结果确定了发动机起动参数及起动程序。针对试车暴露的问题,采取一系列措施解决了起动超调、起动爆燃、推力室点火冲击大及喷注器起动变形等问题。研究结果在发动机试车中得到验证。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 补燃循环 强迫起动 仿真分析 试车验证

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液氧煤油发动机地面试车故障监控系统研制 被引量：10

7

作者 马红宇 刘站国 +1 位作者 徐浩海 李斌 《火箭推进》 CAS 2008年第1期45-48,58,共5页

为了降低试车中发动机故障对产品和试车台造成的危害,提高安全性,设计了液氧煤油高压补燃发动机地面试车故障监控系统。主要介绍了系统总体实施方案、检测算法及验证情况。多次实际热试车考核和对大量热试车数据的验证表明,该系统未出... 为了降低试车中发动机故障对产品和试车台造成的危害,提高安全性,设计了液氧煤油高压补燃发动机地面试车故障监控系统。主要介绍了系统总体实施方案、检测算法及验证情况。多次实际热试车考核和对大量热试车数据的验证表明,该系统未出现一次误报警,能够比指挥员提前检测到故障,系统简单可靠,易于实现,经济性好,对实现地面试车、箭载发动机故障检测和报警具有工程应用价值。 展开更多

关键词 液氧煤油 补燃发动机 故障监控

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液氧煤油发动机低温组元两相充填过程研究 被引量：9

8

作者 杨永强 刘站国 徐浩海 《火箭推进》 CAS 2006年第2期11-15,共5页

制定液氧煤油发动机的起动点火程序时,必须考虑液氧充填燃气发生器氧头腔的特性。为此,建立了一种用于模拟低温推进剂充填和换热过程的动态模型。模型考虑了液相与结构壁面、气相与结构壁面以及气—液两相之间的非稳定换热过程以及气—... 制定液氧煤油发动机的起动点火程序时,必须考虑液氧充填燃气发生器氧头腔的特性。为此,建立了一种用于模拟低温推进剂充填和换热过程的动态模型。模型考虑了液相与结构壁面、气相与结构壁面以及气—液两相之间的非稳定换热过程以及气—液两相流动过程。同时,通过分相假设描述了气相对充填过程的影响。仿真结果的准确性已经得到综合热调试验数据的验证。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 低温推进剂 传热 充填过程 仿真

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液氧/甲烷燃气发生器点火方案研究 被引量：8

9

作者 李春红 张小平 +1 位作者 马冬英 徐浩海 《火箭推进》 CAS 2010年第5期7-12,共6页

在对比化学点火、火药点火及电火花点火优缺点的基础上,选取了技术成熟、点火可靠的火药点火用于液氧/甲烷燃气发生器热试。用黑火药点燃固体推进剂的点火药量计算公式估算了火药点火药量,给出了液氧/甲烷燃气发生器火药点火器的其它参... 在对比化学点火、火药点火及电火花点火优缺点的基础上,选取了技术成熟、点火可靠的火药点火用于液氧/甲烷燃气发生器热试。用黑火药点燃固体推进剂的点火药量计算公式估算了火药点火药量,给出了液氧/甲烷燃气发生器火药点火器的其它参数。根据液氧/甲烷推进剂特点,确定了火药燃气-液氧-甲烷依次进入燃气发生器的点火时序。成功进行了4次液氧/甲烷燃气发生器热试,结果表明:液氧/甲烷燃气发生器点火起动过程平稳,点火品质较好,点火方案合理,适于较宽工作条件下的液氧/甲烷点火。 展开更多

关键词 液氧/甲烷 燃气发生器 点火方案

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液氧/煤油补燃发动机系统稳定性分析 被引量：8

10

作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2005年第2期1-6,共6页

为分析补燃循环液氧/煤油发动机工作的稳定性,建立了发动机的线性小偏差动力学模型,在小扰动的条件下研究了发动机工况变化、燃气导管容积对系统工作稳定性的影响。结果表明,在110%～50%工况范围内发动机系统都是稳定的,而随着工况的降... 为分析补燃循环液氧/煤油发动机工作的稳定性,建立了发动机的线性小偏差动力学模型,在小扰动的条件下研究了发动机工况变化、燃气导管容积对系统工作稳定性的影响。结果表明,在110%～50%工况范围内发动机系统都是稳定的,而随着工况的降低发动机稳定裕度在减小。当涡轮后燃气导管容积增大时发动机系统稳定裕度减小,而涡轮前燃气导管容积对发动机稳定性基本没有影响。 展开更多

关键词 系统稳定性分析 煤油 液氧 发动机系统 发动机稳定性 稳定裕度 发动机工作 动力学模型 工作稳定性 补燃循环 工况变化 小偏差 小扰动 容积 导管 燃气 减小 涡轮

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液体火箭发动机动态特性仿真技术研究进展 被引量：9

11

作者 李元启 刘红军 +1 位作者 徐浩海 陈宏玉 《火箭推进》 CAS 2017年第5期1-6,共6页

仿真技术是研究液体火箭发动机动态特性的主要手段之一。总结了国内外液体火箭发动机动态特性仿真技术的研究进展,将仿真技术的研究进展分为三个阶段:专用仿真程序阶段、通用仿真软件阶段和多学科联合仿真阶段。对各个阶段的进展进行了... 仿真技术是研究液体火箭发动机动态特性的主要手段之一。总结了国内外液体火箭发动机动态特性仿真技术的研究进展,将仿真技术的研究进展分为三个阶段:专用仿真程序阶段、通用仿真软件阶段和多学科联合仿真阶段。对各个阶段的进展进行了总结和评述,分析了各阶段仿真技术的主要特点。在总结研究进展的基础上,对今后发动机动态特性仿真技术的发展方向提出了设想。 展开更多

关键词 研究进展 液体火箭发动机 动态特性 仿真技术

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流量调节器管路系统自激振荡特性研究 被引量：8

12

作者 张淼 徐浩海 +1 位作者 李斌 邢理想 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1493-1500,共8页

流量调节器管路系统在小流量大压降工况下会出现低频自激振荡现象。为了深入认识自激振荡产生机理,结合某稳流型流量调节器及管路系统,基于流量调节器弹簧振子动力学模型开展数值仿真研究。数值仿真得出自激振荡频率为94Hz,与发动机试... 流量调节器管路系统在小流量大压降工况下会出现低频自激振荡现象。为了深入认识自激振荡产生机理,结合某稳流型流量调节器及管路系统,基于流量调节器弹簧振子动力学模型开展数值仿真研究。数值仿真得出自激振荡频率为94Hz,与发动机试验结果一致。分析了流量调节器结构参数对系统稳定性的影响作用,三角形滑阀节流口能够抑制管路系统自激振荡。自激振荡产生机理是液动力随滑阀节流口型面振荡,并对管路系统形成正反馈作用,当流量调节器综合刚度系数<0时,管路系统就失稳产生振荡。某流量调节器的负载特性试验表明,随着流量调节器压降升高,管路系统稳定性变差。仿真获得的幅频特性,稳定边界与试验结果一致。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 流量调节器 管路系统 瞬态过程 自激振荡 频率特性

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长征五号运载火箭助推动力系统 被引量：5

13

作者 陈建华 曹晨 +2 位作者 徐浩海 李妙婷 王飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1449-1457,共9页

长征五号是我国新一代大型运载火箭(代号CZ-5),芯级捆绑四个助推器,每个助推器配置两台并联的液氧煤油高压补燃发动机。本文对国内外运载火箭的故障模式进行分析,结合CZ-5火箭首飞实际情况,提出了助推动力系统风险规避应采取的措施。针... 长征五号是我国新一代大型运载火箭(代号CZ-5),芯级捆绑四个助推器,每个助推器配置两台并联的液氧煤油高压补燃发动机。本文对国内外运载火箭的故障模式进行分析,结合CZ-5火箭首飞实际情况,提出了助推动力系统风险规避应采取的措施。针对CZ-5火箭助推级和芯一级发动机起动点火的特点,分析了CZ-5火箭首次发射中的异型发动机点火匹配特性。简述了YF-100系列液氧煤油发动机的研制历程、技术特征和热环境适应性,重点分析了发动机在可重复使用和大范围推力调节方面的潜力。对比了国内外液氧煤油补燃循环发动机的推重比性能,分析了不同发动机推重比对火箭运载能力的影响,总结了提高发动机性能的措施(如采用泵后摆技术、选用高强度轻质化材料等)。提出了新一代液氧煤油发动机必须在满足高可靠性的前提下,追求高性能、高推重比、降低成本和增强适应性的后续改进方向。 展开更多

关键词 运载火箭 液氧煤油发动机 助推器 技术特征 推重比

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500t级液氧煤油补燃发动机起动过程仿真研究 被引量：5

14

作者 李程 杨永强 +1 位作者 徐浩海 刘站国 《火箭推进》 CAS 2014年第6期1-7,共7页

500t级液氧煤油补燃发动机是我国首台采用双推力室方案、自身分级起动方式的重型液体火箭发动机。结合重型发动机特点建立了描述发动机起动过程的数学模型,通过数值仿真分析了影响发动机起动特性的主要因素,确定了发动机的起动方案。研... 500t级液氧煤油补燃发动机是我国首台采用双推力室方案、自身分级起动方式的重型液体火箭发动机。结合重型发动机特点建立了描述发动机起动过程的数学模型,通过数值仿真分析了影响发动机起动特性的主要因素,确定了发动机的起动方案。研究结果表明:液氧主阀和发生器燃料阀打开时差应确保发生器点火在氧头腔充满后进行;流量调节器的转初级起始时间应早于推力室建压时间;燃料节流阀转大流量应在发动机起动受控段进行。 展开更多

关键词 液氧煤油发动机 双推力室 补燃循环 起动 数值仿真

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流量调节器管路系统自激振荡及稳定性

15

作者 董蒙 邢理想 徐浩海 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期272-287,共16页

流量调节器管路系统是液氧煤油发动机中的重要模块,通过探究该系统的稳定性特征,为减小参数振荡的改进措施提供方向。通过非线性与小偏差线性方法,揭示自激振荡机制,获得系统分岔特性和稳定边界。研究发现:平衡点不稳定是自激振荡的形... 流量调节器管路系统是液氧煤油发动机中的重要模块,通过探究该系统的稳定性特征,为减小参数振荡的改进措施提供方向。通过非线性与小偏差线性方法,揭示自激振荡机制,获得系统分岔特性和稳定边界。研究发现:平衡点不稳定是自激振荡的形成条件,系统从线性项为主导的78.81 Hz发散振荡,逐步发展为非线性主导的70.01 Hz等幅振荡。随着压差增大,系统发生了Hopf超临界分岔,稳定区域随之缩小;随着节流面积增大,系统出现了Hopf亚临界分岔,稳定区域随之扩大。减小管长与增大管径均减弱了不稳定的幅值条件,皆有利于系统稳定。调节器阻尼孔对稳定边界影响不大,减小该孔径可明显减小自激振荡幅值。调节器矩形槽高度增大可使稳定区域增大,在高度为4.5、2.5 mm时分别出现了复杂的稳定边界分支、分岔曲线拐点。流量边界下的系统稳定性取决于静态负载曲线的差率,当工作在负差率区,系统不稳定,且流量边界下系统稳定域比压力边界更大。 展开更多

关键词 流量调节器 自激振荡 稳定性 分岔特性 稳定边界

原文传递

气驱预压涡轮泵对发动机液氧路频率特性影响 被引量：4

16

作者 何闯 邢理想 徐浩海 《火箭推进》 CAS 2021年第1期76-82,共7页

液氧/煤油补燃循环发动机液氧路频率特性对于火箭POGO振动和发动机动力学特性具有重要的意义。以某型液氧/煤油补燃循环发动机氧路流体系统为研究对象,重点考虑气涡轮和泵动态特性的影响建立了系统线性化小偏差频域模型。应用复系数状... 液氧/煤油补燃循环发动机液氧路频率特性对于火箭POGO振动和发动机动力学特性具有重要的意义。以某型液氧/煤油补燃循环发动机氧路流体系统为研究对象,重点考虑气涡轮和泵动态特性的影响建立了系统线性化小偏差频域模型。应用复系数状态空间矩阵法计算了气涡轮压比、氧预压泵动态增益、燃气掺混段特性对系统频率特性的影响。研究结果表明:预压涡轮低压比状态下,系统响应幅值变大,预压涡轮压比对系统频率影响较小;预压泵动态增益越大,系统频率越低,幅值越大;燃气掺混段长度越大,系统频率越低,幅值越小。 展开更多

关键词 液氧/煤油补燃循环发动机 预压涡轮泵 频率特性 POGO 传递矩阵

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液体火箭发动机系统振荡及稳定性研究进展 被引量：1

17

作者 董蒙 谭永华 +1 位作者 邢理想 徐浩海 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2919-2936,共18页

针对液体火箭发动机中与阀门相关和与燃烧组件相关的两类重要振荡,阐述了发动机系统振荡现象、振荡模式以及稳定性的研究进展。结果表明,与阀门相关的振荡主要表现为阀门自身和与管路系统耦合的两种不稳定振荡模式;重点是振荡敏感参数分... 针对液体火箭发动机中与阀门相关和与燃烧组件相关的两类重要振荡,阐述了发动机系统振荡现象、振荡模式以及稳定性的研究进展。结果表明,与阀门相关的振荡主要表现为阀门自身和与管路系统耦合的两种不稳定振荡模式;重点是振荡敏感参数分析,难点在于自激振荡临界稳定参数的获取和振荡频率的辨识。与燃烧组件相关的振荡表现为与供应系统耦合的燃烧不稳定、与喷注过程耦合的燃烧不稳定以及燃烧过程自身不稳定三种模式;流量型稳定性机理研究较成熟,内在稳定性机理准确建模相对匮乏;对时滞模型的进一步探究和对燃烧过程数学模型的深入完善是今后系统级燃烧不稳定振荡研究的重难点。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 阀门相关振荡 燃烧组件相关振荡 振荡模式 系统稳定性 燃烧不稳定

原文传递

液体火箭发动机供应系统频率特性 被引量：1

18

作者 董蒙 谭永华 +2 位作者 邢理想 徐浩海 李鹏飞 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期230-239,共10页

为了研究减少液体火箭发动机供应系统振荡的有效工程措施,对模型系统与真实系统建立适用于中高频分析的线性化复频域传递函数矩阵模型,结合节流圈阻抗与管路特征阻抗对比方法,分析系统流路在出口压力激励下的频率特性。结果表明:激励源... 为了研究减少液体火箭发动机供应系统振荡的有效工程措施,对模型系统与真实系统建立适用于中高频分析的线性化复频域传递函数矩阵模型,结合节流圈阻抗与管路特征阻抗对比方法,分析系统流路在出口压力激励下的频率特性。结果表明:激励源端可能产生谐振频率偏移效应,应选取非激励源端的幅频响应来判断系统谐振频率;节流圈具有较强的频率选择性和对表现出反谐振特征的系统具有位置选择性,需重视关注的频率与位置;节流圈位置越靠近流量振型波腹,或流量波腹位置处的节流圈压降越大,对流路中振荡衰减作用越大。针对该液体火箭发动机供应系统,缩短液氧路管长0.1 m,增大煤油路管长0.05 m,并调整节流圈压降分配,可有效减小供应系统振荡。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 供应系统 工程措施 节流圈 阻抗 频率特性

原文传递

双推力室起动同步性研究 被引量：3

19

作者 李程 刘站国 徐浩海 《火箭推进》 CAS 2014年第4期16-21,56,共7页

我国新一代大推力液氧/煤油补燃发动机采用双推力室方案,发动机起动时存在推力室点火不同步情况。以500 t级液氧/煤油补燃发动机为研究对象,针对起动时推力室点火不同步问题,对发动机推力室燃料路的控制方案进行了研究。建立了描述补燃... 我国新一代大推力液氧/煤油补燃发动机采用双推力室方案,发动机起动时存在推力室点火不同步情况。以500 t级液氧/煤油补燃发动机为研究对象,针对起动时推力室点火不同步问题,对发动机推力室燃料路的控制方案进行了研究。建立了描述补燃循环发动机起动过程的数学模型,搭建了双推力室发动机起动仿真平台。通过对推力室燃料路两种控制方案的对比分析:指出了从降低发动机系统对双推力室不同步点火的敏感程度考虑,采用2个燃料节流阀分别控制各分支燃料路的方案较优;推力室燃料路采用一个燃料节流阀的控制方案时,推力室冷却套流阻偏差不宜大于1 MPa。 展开更多

关键词 液氧/煤油发动机 双推力室 同步点火 数值仿真

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深度节流补燃循环发动机系统稳定性研究 被引量：3

20

作者 陈文 邢理想 +2 位作者 徐浩海 刘志让 李春红 《火箭推进》 CAS 2020年第3期41-48,共8页

补燃循环发动机深度节流过程中,系统参数大范围变化,低工况时喷注器压降和供应系统节流元件压降较低,容易出现推进剂供应系统与热力组件耦合的不稳定问题。针对10∶1深度节流富氧补燃循环发动机,通过Nyquist稳定性分析方法,对发动机全... 补燃循环发动机深度节流过程中,系统参数大范围变化,低工况时喷注器压降和供应系统节流元件压降较低,容易出现推进剂供应系统与热力组件耦合的不稳定问题。针对10∶1深度节流富氧补燃循环发动机,通过Nyquist稳定性分析方法,对发动机全工况范围内泵后供应系统和燃气系统耦合稳定性进行仿真研究。结果表明:富氧补燃循环发动机燃料供应路与燃气路形成的闭环系统在低工况时,稳定裕度较低,改善燃气发生器喷雾燃烧效果以缩短时滞、增加燃气停留时间、在靠近燃气发生器位置增加供应系统压降能提高系统稳定裕度。 展开更多

关键词 富氧补燃发动机 深度节流 系统稳定性 敏感参数分析 数值仿真

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