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固体火箭冲压发动机设计技术问题分析 被引量：15
1
作者 徐东来 陈凤明 +1 位作者 蔡飞超 杨茂 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期142-147,共6页
总结了自1965年以来固体火箭冲压发动机研制技术的总体发展特征和趋势,结合当前新一代战术导弹提出的大空域、宽Ma数和大机动性等越来越高的设计需求,从冲压发动机热力循环技术本质要求出发,分析了当前工程上普遍采用的固定几何进气道... 总结了自1965年以来固体火箭冲压发动机研制技术的总体发展特征和趋势,结合当前新一代战术导弹提出的大空域、宽Ma数和大机动性等越来越高的设计需求,从冲压发动机热力循环技术本质要求出发,分析了当前工程上普遍采用的固定几何进气道、固定几何喷管、燃烧室共用、无喷管助推器和变流量燃气发生器等5项主体设计技术固有的技术缺陷、不足和局限性,明确指出现行的折中设计思想是产生问题的根源,提出未来应遵循"开源节流"设计思想,优先突破喷管调节技术,积极开发进气道调节技术,努力提高现有燃气发生器变流量调节技术水平,切实完善固体火箭冲压发动机热力循环,以促其成功应用。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 设计技术 进气道 喷管 燃气发生器
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旋转射流对含硼固体火箭冲压发动机二次燃烧的影响 被引量：10
2
作者 刘杰 李进贤 +1 位作者 冯喜平 郑亚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期355-359,382,共6页
为提高固体火箭冲压发动机二次燃烧效率,将旋转射流技术引入固体火箭冲压发动机设计,采用Re-alizable k-ε湍流模型、单步涡团耗散燃烧模型以及KING硼粒子点火和燃烧模型,利用Fluent软件开展了旋转进气和一次燃气旋转含硼固体火箭冲压... 为提高固体火箭冲压发动机二次燃烧效率,将旋转射流技术引入固体火箭冲压发动机设计,采用Re-alizable k-ε湍流模型、单步涡团耗散燃烧模型以及KING硼粒子点火和燃烧模型,利用Fluent软件开展了旋转进气和一次燃气旋转含硼固体火箭冲压发动机补燃室三维反应流场流数值分析。研究结果表明,当空气射流切向进入补燃室时,气流产生的旋转均使燃料与空气的混合更充分,燃烧效率更高。当气流切入角度增大时,补燃效率先升后降,对于具体发动机结构,存在一个使燃烧效率最大的切入角,针对研究的模型发动机结构,此值在20°附近;当一次燃气旋流数的增加,二次燃烧效率呈逐渐增高的趋势。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 旋转射流 硼 二次燃烧 数值仿真
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宽Ma数范围固定几何进气道设计问题研究 被引量：9
3
作者 蔡飞超 陈凤明 +1 位作者 徐东来 杨茂 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期163-166,共4页
针对Ma=2～3.5中等超声速宽范围的设计要求,通过实例方案设计和CFD数值模拟分析表明,按工程上现行的折中设计思想,固定几何进气道的内流道型面实质上是为满足低速接力要求而设计的。在高速巡航时,其超声速扩压段气流总折转角偏小,且喉... 针对Ma=2～3.5中等超声速宽范围的设计要求,通过实例方案设计和CFD数值模拟分析表明,按工程上现行的折中设计思想,固定几何进气道的内流道型面实质上是为满足低速接力要求而设计的。在高速巡航时,其超声速扩压段气流总折转角偏小,且喉道高度偏大,对捕获来流压缩不充分,导致喉道段的气流流速过高,且畸变显著,致使结尾正激波总压损失过大,是进气道高速性能差的主要成因。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 超声速进气道 CFD 数值模拟
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双燃速串装药柱无喷管助推器性能分析 被引量：7
4
作者 霍东兴 陈林泉 严利民 《航空兵器》 2008年第4期40-43,共4页
用数值仿真的方法对双燃速串装药柱无喷管助推器(长径比为5.1)性能进行了分析,仿真建立的数值模型为纯气相、二维轴对称非定常模型,燃面的退移用动态网格来实现,考虑了推进剂侵蚀燃烧和燃速-压强关系。研究结果表明:在前段燃速不变时,... 用数值仿真的方法对双燃速串装药柱无喷管助推器(长径比为5.1)性能进行了分析,仿真建立的数值模型为纯气相、二维轴对称非定常模型,燃面的退移用动态网格来实现,考虑了推进剂侵蚀燃烧和燃速-压强关系。研究结果表明:在前段燃速不变时,随着后段推进剂燃速的下降,压强曲线下降趋势逐渐平缓,Pmax/P-tb逐渐下降,而推力曲线越来越呈现逐渐上升的趋势,使Fmax/Ft-a增大,同时发动机比冲提高。最后对这一技术的应用进行了探讨。 展开更多
关键词 双燃速串装药柱 无喷管助推器 冲压发动机 动态网格
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考虑Stefan影响的单颗粒硼着火过程研究 被引量：6
5
作者 方传波 夏智勋 +2 位作者 肖云雷 胡建新 刘道平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期252-259,共8页
针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内单颗粒硼的着火过程展开了系统研究.考虑硼颗粒周围气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热传质过程,建立了考虑Stefan流作用的一维硼颗粒着火模型,研究了硼颗粒实现着火和未能实现着火两种典型情形... 针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内单颗粒硼的着火过程展开了系统研究.考虑硼颗粒周围气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热传质过程,建立了考虑Stefan流作用的一维硼颗粒着火模型,研究了硼颗粒实现着火和未能实现着火两种典型情形下硼颗粒及周围气相的参数变化规律,对两种情形下Stefan流的变化规律及其成因展开了详细分析.研究表明,在硼颗粒实现着火的过程中,液态B2O3的蒸发及硼的氧化均能在硼颗粒的反应自加热作用下急剧加速,硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布变化剧烈;在未能实现着火的过程中,液态B2O3的蒸发和氧气消耗的质量流率相对较小,并逐渐趋于稳定,硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布相对变化很小.在两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程. 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 硼颗粒 着火过程 Stefan流
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固体火箭冲压发动机补燃室燃烧过程显示 被引量：6
6
作者 胡建新 夏智勋 +5 位作者 张龙 郭健 张炜 申慧君 王德全 黄利亚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期337-341,共5页
采用二维开窗式固体火箭冲压发动机试验系统,对补燃室内的燃烧现象进行观察,以火焰图像的形式直观形象地描述了进气道位置对补燃室内燃烧过程的影响,试验所采用的装药为含硼贫氧推进剂。并通过高速数字摄影仪摄取补燃室内部某个时刻瞬... 采用二维开窗式固体火箭冲压发动机试验系统,对补燃室内的燃烧现象进行观察,以火焰图像的形式直观形象地描述了进气道位置对补燃室内燃烧过程的影响,试验所采用的装药为含硼贫氧推进剂。并通过高速数字摄影仪摄取补燃室内部某个时刻瞬时火焰图像,借助于光学理论和计算机图像处理技术计算出整个补燃室内部的温度分布。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 补燃室 含硼推进剂 燃烧试验 温度测量 图像处理
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固体火箭冲压发动机燃气流量-喷管喉部面积双变量调节特性研究 被引量：5
7
作者 孙兴 祝学军 +1 位作者 卢鑫 李新田 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期31-35,共5页
对于采用几何结构可调技术的固体火箭冲压发动机,基于燃气流量-喷管喉部面积的双变量调节特性存在其固有的多样性和复杂性,包括调节方案的设计和调节结构的实现,为进一步优化双变量调节总体设计方案,分别从各部件着手建立了发动机性能... 对于采用几何结构可调技术的固体火箭冲压发动机,基于燃气流量-喷管喉部面积的双变量调节特性存在其固有的多样性和复杂性,包括调节方案的设计和调节结构的实现,为进一步优化双变量调节总体设计方案,分别从各部件着手建立了发动机性能仿真模型。在此基础上,针对不同的飞行状态,研究了双变量调节的变化关系,重点比较分析了单变量和双变量两种调节方案下发动机比冲性能的差异。结果表明:采用双变量调节的固体火箭冲压发动机比冲性能显著优于采用单变量调节的固体火箭冲压发动机,且双变量调节可改善发动机在高空下的喘振等不稳定工作状态,有效拓宽固体火箭冲压发动机的稳定工作范围。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 双变量调节 调节特性
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固体火箭冲压发动机燃烧性能评价方法 被引量：4
8
作者 王玉清 李立翰 +1 位作者 刘鸣雳 何勇攀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期520-524,共5页
通过对固体火箭冲压发动机的工作特点分析,提出了适用于评价固体火箭冲压发动机燃烧性能的方法。对气动法、燃气分析法、台架推力法等燃烧性能评价方法进行了分析,并对其优缺点进行了说明。
关键词 固体火箭冲压发动机 燃烧室 燃烧效率
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燃气流量可调固体火箭冲压发动机飞行性能分析 被引量：5
9
作者 焦继革 张为华 +2 位作者 夏智勋 胡建新 马立坤 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-24,43,共5页
在建立燃气流量可调固体火箭冲压发动机工作过程仿真模型的基础上,对燃气流量调节过程中发动机飞行性能进行分析。结果表明,在低飞行高度或高飞行马赫数时,发动机有较宽的推力调节范围;随着飞行高度降低或飞行马赫数增加,发动机推力系... 在建立燃气流量可调固体火箭冲压发动机工作过程仿真模型的基础上,对燃气流量调节过程中发动机飞行性能进行分析。结果表明,在低飞行高度或高飞行马赫数时,发动机有较宽的推力调节范围;随着飞行高度降低或飞行马赫数增加,发动机推力系数降低;随着燃气发生器喷喉面积变小,发动机推力和推力系数增加。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气流量可调 工作过程仿真 飞行性能
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固体火箭冲压发动机直连试验分析方法研究 被引量：4
10
作者 万少文 何国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期26-31,共6页
阐述了固冲发动机直连试验和试验方法,并根据试验获得的静温/静压/流量等参数提出了试验分析方法,能够获得燃烧效率、比冲效率。在不考虑热力计算误差的条件下,根据试验系统的测试精度,对该方法进行误差分析,表明:(1)通过补燃室尾部静... 阐述了固冲发动机直连试验和试验方法,并根据试验获得的静温/静压/流量等参数提出了试验分析方法,能够获得燃烧效率、比冲效率。在不考虑热力计算误差的条件下,根据试验系统的测试精度,对该方法进行误差分析,表明:(1)通过补燃室尾部静压、静温、流量来换算尾部总压,相对误差较大,应该对尾部总压进行直接测量。(2)用该系统得到的燃烧效率、推力增益比冲、台架推力比冲的相对误差在±3.6%左右,主要误差来源于空气流量、补燃室尾部静压、台架推力,应该对这些参数的测试精度进行严格控制,以减小试验误差。 展开更多
关键词 固冲发动机 直连试验 分析方法 误差传播
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复合调节固冲发动机性能分析 被引量：4
11
作者 邵明玉 王志刚 陈凤明 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期481-486,共6页
阐述了现行固冲发动机固定几何简单结构进气道和喷管的主要问题,提出了进气道和喷管的调节需求,并对进气道可调、喷管可调及进气道/喷管复合调节固冲发动机性能进行了对比分析。结果表明,单独进气道调节时,因喷管喉道面积较大,大部分情... 阐述了现行固冲发动机固定几何简单结构进气道和喷管的主要问题,提出了进气道和喷管的调节需求,并对进气道可调、喷管可调及进气道/喷管复合调节固冲发动机性能进行了对比分析。结果表明,单独进气道调节时,因喷管喉道面积较大,大部分情况下推力和比冲性能下降;喷管调节可使进气道保有的最佳性能充分发挥,发动机性能提高;进气道/喷管复合调节可完善发动机高速巡航时的热力循环,大幅提高固冲发动机的性能。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 复合调节 进气道 喷管
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进气道角度对含硼推进剂固冲发动机性能的影响 被引量：4
12
作者 李泽勇 胡建新 +1 位作者 夏智勋 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期1-4,共4页
为了提高含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒的燃烧效率,采用颗粒轨道模型进行了补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,在该模型下研究了进气道的位置对非壅塞固... 为了提高含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒的燃烧效率,采用颗粒轨道模型进行了补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,在该模型下研究了进气道的位置对非壅塞固体火箭冲压发动机燃烧效率的影响,并在此基础上进行直连式试验研究。结果表明,后进气道角度为60°时的燃烧效率比90°时高。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 非壅塞 数值模拟 两相流 含硼推进剂
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固冲发动机补燃室流场条件下硼燃烧试验研究 被引量：3
13
作者 刘道平 夏智勋 +1 位作者 黄利亚 胡建新 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期248-252,共5页
建立了一套固冲发动机地面模拟试验系统,用于研究补燃室流场条件下硼的燃烧,该试验系统用乙醇与氧气反应加热硼颗粒,并与空气二次燃烧的方式,模拟含硼固冲发动机的工作过程,其一次燃烧产物主要为H2、CO和硼颗粒,补燃室总温、静温值为130... 建立了一套固冲发动机地面模拟试验系统,用于研究补燃室流场条件下硼的燃烧,该试验系统用乙醇与氧气反应加热硼颗粒,并与空气二次燃烧的方式,模拟含硼固冲发动机的工作过程,其一次燃烧产物主要为H2、CO和硼颗粒,补燃室总温、静温值为1300-1400K,总压、静压值为0.4-0.5MPa,马赫数值为0.35左右,与真实固冲发动机相关参数值相符合。基于此试验系统,采集了燃气发生器、补燃室进气口、掺混区、燃烧区和喷管等位置的凝相燃烧产物。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,硼在反应过程中呈颗粒状,整体形貌变化不太明显,大部分的硼在补燃室中完成反应,燃烧区硼的反应量最大,靠近喷管区域次之,掺混区域最少。 展开更多
关键词 固冲发动机 补燃室 硼 试验研究
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固冲发动机燃气发生器性能分析及参数优化 被引量：2
14
作者 喻银飞 陈雄 李宏文 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第4期73-77,共5页
在固体火箭发动机的优化设计中,针对贫氧推进剂装药参数和发动机关键性尺寸对燃气发生器性能的影响问题,提出了一种燃气发生器优化设计的方法,建立了燃气发生器性能优化模型,并采用智能优化算法一遗传算法对燃气发生器性能进行了优化计... 在固体火箭发动机的优化设计中,针对贫氧推进剂装药参数和发动机关键性尺寸对燃气发生器性能的影响问题,提出了一种燃气发生器优化设计的方法,建立了燃气发生器性能优化模型,并采用智能优化算法一遗传算法对燃气发生器性能进行了优化计算。最后运用MATLAB仿真得到燃气发生器性能优化参数及优化结果。优化结果表明,上述设计方案可以在有限的空间约束和压强约束下使燃气发生器达到最大的燃气流量。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气发生器 优化设计 遗传算法
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固体火箭冲压发动机控制方案研究 被引量：2
15
作者 牛文玉 刘顶新 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期63-66,69,共5页
冲压发动机控制系统一般通过设置必要的限制函数来防止发动机出现不稳定工作状态,在尽可能大的范围内进行推力调节,从而使飞行器的性能较优。文中在分析固体火箭冲压发动机控制难点的基础上,对发动机转级之后的工作过程提出了4种控制方... 冲压发动机控制系统一般通过设置必要的限制函数来防止发动机出现不稳定工作状态,在尽可能大的范围内进行推力调节,从而使飞行器的性能较优。文中在分析固体火箭冲压发动机控制难点的基础上,对发动机转级之后的工作过程提出了4种控制方案,并进行了对比分析。文中研究内容可以为固体火箭冲压发动机控制方案的选择提供一定参考。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 限制函数 控制方案
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无喷管助推器喉部侵蚀燃烧规律研究 被引量：2
16
作者 陈林泉 毛根旺 +1 位作者 霍东兴 何国强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期167-170,共4页
将X射线高速实时荧屏分析技术用于无喷管助推器的地面试验中,获得了助推器喉部燃面的退移规律,并由此获得了瞬时燃速和侵蚀比。研究表明,无喷管助推器在工作过程中,喉部燃速呈线性下降趋势,侵蚀比约从1.8降低到0.5。对文中研究的推进剂,... 将X射线高速实时荧屏分析技术用于无喷管助推器的地面试验中,获得了助推器喉部燃面的退移规律,并由此获得了瞬时燃速和侵蚀比。研究表明,无喷管助推器在工作过程中,喉部燃速呈线性下降趋势,侵蚀比约从1.8降低到0.5。对文中研究的推进剂,在1 000 m/s燃气流(喉部)的作用下,当压强大于2.1 MPa时,侵蚀比大于1,并随压强的增大而增加;当压强小于2.1 MPa时,出现负侵蚀现象。文中研究结果为无喷管助推器的性能预示提供了参考。 展开更多
关键词 侵蚀燃烧 无喷管助推器 固冲发动机 RTR技术
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固冲发动机补燃室温度场及热应力分析 被引量：2
17
作者 郑凯斌 郭荣春 +1 位作者 李岩芳 平丽 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期567-570,共4页
针对选用炭化复合材料在双下侧进气口构型条件下补燃室绝热结构开展了单向流固耦合数值计算,分析了补燃室内不均匀温度场以及不同隔热材料的热应力。补燃室内温度场不均匀分布对绝热层烧蚀的影响较为显著,温度相对较高的位置绝热层烧蚀... 针对选用炭化复合材料在双下侧进气口构型条件下补燃室绝热结构开展了单向流固耦合数值计算,分析了补燃室内不均匀温度场以及不同隔热材料的热应力。补燃室内温度场不均匀分布对绝热层烧蚀的影响较为显著,温度相对较高的位置绝热层烧蚀也较为严重;随着隔热材料的热膨胀系数的增加,绝热结构内表面的热应力明显增大,绝热结构更易出现局部裂纹和脱落;将数值计算结果与试验结果进行了对比分析,具有较好的一致性。结果表明,补燃室进气口下游的壁温最高,进气口下游后段的绝热层烧蚀最为严重;采用GXJ隔热层的绝热结构相比三元乙丙隔热层,绝热结构的热应力增加约59%,绝热结构的整体结构稳定性显著降低。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 补燃室 绝热结构 热应力
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典型贫氧推进剂固体火箭冲压发动机性能 被引量：2
18
作者 李新田 赵晓宁 +2 位作者 蔡强 陈世立 陈新民 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1257-1265,共9页
建立了基于热力计算的固体火箭冲压发动机性能计算模型,针对三类典型贫氧推进剂开展了固体火箭冲压发动机性能分析及变化规律研究。研究结果表明:相同高度和来流马赫数下,随着余气系数的增加,进气道裕度增加,推力系数减小,比冲先增加后... 建立了基于热力计算的固体火箭冲压发动机性能计算模型,针对三类典型贫氧推进剂开展了固体火箭冲压发动机性能分析及变化规律研究。研究结果表明:相同高度和来流马赫数下,随着余气系数的增加,进气道裕度增加,推力系数减小,比冲先增加后减小。相同高度和余气系数下,随着来流马赫数的增加,进气道裕度增加,推力系数减小,比冲减小。相同来流马赫数和余气系数下,进气道裕度、推力系数、比冲随高度的变化不明显。空气总温对特征速度及发动机性能有较明显影响,是性能分析时不可忽略的因素。与碳氢贫氧推进剂、铝镁贫氧推进剂相比,含硼贫氧推进剂当量空燃比适中,比冲较高,推进剂密度大,在工程应用上更具优势。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 热力计算 贫氧推进剂 余气系数 比冲 进气道裕度
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多变量调节固冲发动机动力学建模及仿真 被引量：2
19
作者 邵明玉 王志刚 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期782-788,共7页
分别建立了多变量调节固冲发动机各部件的性能/平衡模型、动力学模型以及扰动传播模型,并综合为多变量调节固冲发动机动力学模型。在此基础上,对飞行条件扰动以及进气道/燃气发生器/喷管调节时,发动机的响应特性进行了仿真分析,并分析... 分别建立了多变量调节固冲发动机各部件的性能/平衡模型、动力学模型以及扰动传播模型,并综合为多变量调节固冲发动机动力学模型。在此基础上,对飞行条件扰动以及进气道/燃气发生器/喷管调节时,发动机的响应特性进行了仿真分析,并分析了扰动的传播过程及不同扰动传播过程处理方法对发动机响应的影响。结果表明,进气道调节不会改变推力和补燃室压强的稳态值,燃气流量调节对推力有较大影响,喷管调节对补燃室压强有较大影响。 展开更多
关键词 固冲发动机 多变量调节 动力学建模
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固冲发动机补燃室内硼颗粒流碰撞过程分析 被引量：1
20
作者 肖云雷 夏智勋 +1 位作者 胡建新 方传波 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期329-333,共5页
为研究固体火箭冲压发动机补燃室内颗粒流撞击掺混过程,文中从微观角度对颗粒碰撞过程进行了受力分析,选取了影响碰撞过程的主要作用力(粘性力和碰撞力)的计算模型,对补燃室内颗粒流的运动状态进行了数值模拟,从力学角度对碰撞结果进行... 为研究固体火箭冲压发动机补燃室内颗粒流撞击掺混过程,文中从微观角度对颗粒碰撞过程进行了受力分析,选取了影响碰撞过程的主要作用力(粘性力和碰撞力)的计算模型,对补燃室内颗粒流的运动状态进行了数值模拟,从力学角度对碰撞结果进行了分析。结果表明,d1=1μm和d2=10μm的硼颗粒在补燃室入口处的一次碰撞不会团聚,碰撞后反弹,然后再碰撞,在这个过程中消耗能量,相对速度减小,直至当促使分离的碰撞力小于促使结合的粘性力时,颗粒团聚。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 补燃室 硼颗粒 碰撞
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