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面向宽域飞行平台的涡轮增强组合动力总体性能分析
1
作者 何国强 秦飞 +3 位作者 魏祥庚 张铎 玉选斐 魏黎明 《空天防御》 2024年第4期7-17,共11页
面向宽域飞行平台的动力需求,提出了兼顾加速性与燃油经济性的新型涡轮增强组合动力方案,并从发动机组成与工作原理的角度阐明了采用串联式流道方案实现高加速能力与高比冲性能的可行性。首先,基于自主开发的性能评估模型,对发动机涡轮... 面向宽域飞行平台的动力需求,提出了兼顾加速性与燃油经济性的新型涡轮增强组合动力方案,并从发动机组成与工作原理的角度阐明了采用串联式流道方案实现高加速能力与高比冲性能的可行性。首先,基于自主开发的性能评估模型,对发动机涡轮增压模式和冲压模式宽域性能进行预估,并通过整机三维数值模拟对典型工作点发动机性能进行计算。在采用液氧/甲烷推进剂时,马赫数为0~3的涡轮增压模式可实现800~1 000 s的比冲和145 s的最大比推力;在当量比1.0的冲压模式下,马赫数为4时可实现1 300 s以上的比冲,马赫数为6时可实现1 000 s以上的比冲。其次,以该组合动力方案作为两级入轨第一级飞行器动力,开展两级入轨任务的总体方案初步论证,结果表明该组合动力方案具备优异的宽域加速能力,能够支撑高效的可重复使用航天运输任务。该组合动力还可以作为覆盖亚声速到高超声速范围的宽域机载无人平台动力,实现自主加速和超高速巡航。最后,对发动机研制面临的主要关键技术进行了梳理和总结。 展开更多
关键词 宽域飞行平台 组合动力 高超声速 总体性能
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过氧化氢电动泵结构设计与分析 被引量：2
2
作者 何渊博 秦飞 +3 位作者 潘宏亮 魏祥庚 何国强 魏士杰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期241-246,共6页
面向火箭冲压组合发动机推进剂调节范围宽、调节模式多样的特点,提出以结构简单、控制方法简洁的过氧化氢/煤油电动泵供应系统来替代传统的涡轮泵系统将更具优势。针对高浓度过氧化氢高温不稳定性及相容性特点,开展基于电机驱动的过氧... 面向火箭冲压组合发动机推进剂调节范围宽、调节模式多样的特点,提出以结构简单、控制方法简洁的过氧化氢/煤油电动泵供应系统来替代传统的涡轮泵系统将更具优势。针对高浓度过氧化氢高温不稳定性及相容性特点,开展基于电机驱动的过氧化氢离心泵一体化结构设计,以高功重比为目标进行过氧化氢泵设计分析。聚焦过氧化氢介质受高温易爆的问题,利用离心泵诱导轮后与泵进口之间的压差,设置了过氧化氢冷却通道,控制泵内各生热部位的温度,通过Pumplinx软件对多个状态下泵外特性及冷却流场进行仿真计算。计算结果显示,泵水力特性良好,过氧化氢温度均在安全范围。分析表明,过氧化氢电动泵结构设计方案可行。 展开更多
关键词 高浓度过氧化氢 离心泵 电动泵
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RBCC用变工况气氧/煤油引射火箭发动机设计和试验研究 被引量：2
3
作者 魏祥庚 秦飞 +2 位作者 石磊 张保庆 何国强 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期558-564,共7页
引射火箭是火箭冲压组合发动机的核心部件之一,须具有变工况工作能力。针对RBCC发动机用引射火箭的技术要求,基于挤压式推进剂供应系统,设计了变工况工作气氧/煤油引射火箭系统,完成了4种工作状态下的点火试验验证。试验研究结果表明,... 引射火箭是火箭冲压组合发动机的核心部件之一,须具有变工况工作能力。针对RBCC发动机用引射火箭的技术要求,基于挤压式推进剂供应系统,设计了变工况工作气氧/煤油引射火箭系统,完成了4种工作状态下的点火试验验证。试验研究结果表明,设计的变工况工作引射火箭发动机稳定可靠工作,工作参数满足设计要求,可实现快速调节。为开展火箭冲压组合发动机试验及大调节比引射火箭技术研究奠定了基础。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 液体火箭发动机 引射火箭 流量调节 试验
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超声速内流道摩擦阻力分析及减阻技术研究 被引量：8
4
作者 王帅 何国强 +1 位作者 秦飞 魏祥庚 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期908-919,共12页
针对带有后向台阶的等截面受限空间,通过三维数值模拟开展了超声速内流道摩擦阻力分析及减阻技术研究。分析对比了飞行马赫数为5、6、6.5及7对应的燃烧室入口条件下相同质量氢气喷注、燃烧对壁面摩擦阻力的影响机制以及不同喷注压力对... 针对带有后向台阶的等截面受限空间,通过三维数值模拟开展了超声速内流道摩擦阻力分析及减阻技术研究。分析对比了飞行马赫数为5、6、6.5及7对应的燃烧室入口条件下相同质量氢气喷注、燃烧对壁面摩擦阻力的影响机制以及不同喷注压力对喷孔下游壁面剪应力的影响。研究结果表明,同等质量的氢气,低速喷注优于高速喷注(507、50.7kPa喷注压力分别得到10%、5%左右的减阻效果)。近壁区燃烧得到接近70%的减阻效果;气流经过突扩结构之后,壁面剪应力呈现规律地不均匀变化,最大差异达100%;剪应力与密度变化趋势基本吻合。因此,发动机内流道减阻的关键在于营造近壁区低密度场;稳定、有效的减阻区域发生在靠后方的位置,但由于流动掺混、燃料的燃烧消耗,减阻效果沿流向逐渐减弱。 展开更多
关键词 宽速域 超声速内流道 摩擦阻力 边界层燃烧 减阻
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火箭基组合循环发动机热结构技术研究进展
5
作者 秦飞 赵征 +3 位作者 何国强 景婷婷 孙星 魏祥庚 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期66-83,共18页
宽速域、大空域、高比冲的火箭基组合循环发动机作为实现未来水平起降可重复使用天地往返运输系统、临近空间高速飞行平台等新型空天飞行器的主要动力系统之一,近年在宽域燃烧组织、模态过渡控制、高效热防护等关键技术方面取得了诸多进... 宽速域、大空域、高比冲的火箭基组合循环发动机作为实现未来水平起降可重复使用天地往返运输系统、临近空间高速飞行平台等新型空天飞行器的主要动力系统之一,近年在宽域燃烧组织、模态过渡控制、高效热防护等关键技术方面取得了诸多进展,但在发动机热结构技术方面,由于新型空天飞行器要求动力系统工作速域更宽、结构系数更低,而发动机热结构设计面临宽域飞发任务耦合特性强、时空非均匀力热环境复杂、薄壁结构轻量化难度大、多次重复使用等难题,因此,必须一方面通过飞发总体参数匹配研究确定合理的发动机热结构指标约束,另一方面多角度提升发动机热结构设计水平和指标能力边界。首先,将国外以典型火箭基组合循环发动机为动力的空天飞行器作为对象,分析了入轨方式对动力系统热结构指标需求的影响规律,并梳理了GTX、Strutjet两款典型发动机的热防护与热结构方案,进而通过发动机燃烧组织与热环境分布特征分析,介绍了主被动结构热防护、高温结构可变可调、结构重复使用与健康管理三类关键技术的研究进展。 展开更多
关键词 空天飞行器 火箭基组合循环发动机 主动热防护 轻质热结构 可重复使用
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新型自补偿隔热材料研究
6
作者 庞博升 魏祥庚 《中州大学学报》 2018年第4期121-124,共4页
通过研究新型隔热材料在不同压力、不同温度条件下的烧蚀、分解气化规律,明确材料烧蚀性能与配方设计关系,优选配方并获取燃烧分解机理、耐烧蚀性能等参数,研究新型隔热材料气化后对能量的自适应补偿作用。
关键词 自补偿 隔热 分解
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