深度变推发动机浮动环工作适应性研究 被引量：9

1

作者 沈文金 叶小强 《火箭推进》 CAS 2017年第5期28-33,共6页

按照我国载人航天登月需求,正在开展多次起动、10%~100%深度变推力80 k N液氧/甲烷发动机关键技术研究。氧涡轮泵作为发动机的核心组件,采用的浮动环密封变工况工作适应性将直接影响到涡轮泵工作的安全性和可靠性。依据发动机系统变推... 按照我国载人航天登月需求,正在开展多次起动、10%~100%深度变推力80 k N液氧/甲烷发动机关键技术研究。氧涡轮泵作为发动机的核心组件,采用的浮动环密封变工况工作适应性将直接影响到涡轮泵工作的安全性和可靠性。依据发动机系统变推力要求,采用数值计算方法对浮动环密封进行不同推力工况、不同偏心率条件下的浮起力计算,并与一维方法计算的浮起阻力结果进行对比分析,确定全工况范围内一、二级浮动环工作时偏心率介于0.4~0.6之间,浮动环泄漏量约为2.58~39.4 g/s。浮动环在此偏心率范围内工作可靠性高,可以有效地避免浮动环碰磨、崩边,具备大范围变工况工作能力,满足涡轮泵安全性工作和发动机深度变推力工作要求,可以为涡轮泵方案论证及设计提供理论依据。 展开更多

关键词 深度变推 氧涡轮泵 浮动环密封 变工况适应性

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数据驱动的运载火箭氧涡轮泵异常分析方法 被引量：5

2

作者 王冠 王婧雨 +1 位作者 刘巧珍 宋征宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期964-973,共10页

基于模糊聚类和LSTM网络,提出了一种数据驱动的运载火箭发动机氧涡轮泵数据异常分析方法。通过模糊聚类对工况复杂,标签不完整的数据样本进行预分类,得到完整的标签并且分析特征贡献度,为LSTM网络的特征筛选和训练打下基础;通过LSTM网... 基于模糊聚类和LSTM网络,提出了一种数据驱动的运载火箭发动机氧涡轮泵数据异常分析方法。通过模糊聚类对工况复杂,标签不完整的数据样本进行预分类,得到完整的标签并且分析特征贡献度,为LSTM网络的特征筛选和训练打下基础;通过LSTM网络对氧涡轮泵数据进行预测,并计算预测结果与原始数据之间的平均误差,再根据非参数阈值计算方法计算的阈值判据来判断设备是否异常,最终实现了氧涡轮泵数据驱动的故障检测报警,相较于红线阈值检测方法准确率提升7%。 展开更多

关键词 火箭发动机 故障检测 氧涡轮泵 模糊聚类 长短期记忆网络

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发动机氧涡轮喷嘴叶栅气动特性的试验研究

3

作者 丰镇平 敬志良 +5 位作者 邓清华 王玉璋 王珏 魏沫 刘中祥 夏继霞 《热科学与技术》 CAS CSCD 2002年第1期81-86,共6页

对一个用于大推力液体火箭发动机氧涡轮泵的复速级涡轮的喷嘴叶栅进行了试验研究 ,以考察喷嘴叶栅的气动特性 ,验证喷嘴叶栅的气动设计。该复速级喷嘴叶栅采用先进的后加载流动控制技术 ,以减弱叶栅的二次流损失。对喷嘴叶栅进行了四个... 对一个用于大推力液体火箭发动机氧涡轮泵的复速级涡轮的喷嘴叶栅进行了试验研究 ,以考察喷嘴叶栅的气动特性 ,验证喷嘴叶栅的气动设计。该复速级喷嘴叶栅采用先进的后加载流动控制技术 ,以减弱叶栅的二次流损失。对喷嘴叶栅进行了四个进口气流角、三个出口等熵马赫数条件下的平面叶栅吹风试验 ,测取了型面压力分布、出口气流角以及叶栅损失等重要气动特性参数。试验研究表明氧涡轮的喷嘴叶栅的设计是成功的 ,具有良好的气动特性 ,可以有效地应用于液体火箭发动机的涡轮中。 展开更多

关键词 液体推进剂 火箭 发动机 氧涡轮泵 复速级涡轮 喷嘴叶栅 气动特性试验

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涡轮泵内流路静动态分析 被引量：1

4

作者 马杰伟 李斌 《火箭推进》 CAS 2004年第6期26-31,共6页

根据涡轮氧泵内流路的工作特点,对其进行节点划分,建立了完整的内流路拓扑网络。在此基础上,建立主泵、节点特性、流阻元件变形、轴向力和轴向位移等模型,对影响其工作可靠性的内流路,进行静、动态过程研究,并初步探讨涡轮氧泵起动过程... 根据涡轮氧泵内流路的工作特点,对其进行节点划分,建立了完整的内流路拓扑网络。在此基础上,建立主泵、节点特性、流阻元件变形、轴向力和轴向位移等模型,对影响其工作可靠性的内流路,进行静、动态过程研究,并初步探讨涡轮氧泵起动过程中,转子的装配位置、轴承游隙和刚度对轴向位移的影响。 展开更多

关键词 涡轮氧泵 内流路 拓扑网络 轴向力 轴向位移 液体火箭发动机

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悬臂柔性转子动力特性及高速动平衡试验 被引量：14

5

作者 邓旺群 高德平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期556-562,共7页

试验研究了装不同弹性支承和金属橡胶阻尼器(组合支承)的火箭发动机氧涡轮泵转子的动力特性,并对装优选出的组合支承的转子进行了高速动平衡及重复性考核试验。结果表明:悬臂柔性转子的动力特性可以通过支承的优化组合而得到改善,单面... 试验研究了装不同弹性支承和金属橡胶阻尼器(组合支承)的火箭发动机氧涡轮泵转子的动力特性,并对装优选出的组合支承的转子进行了高速动平衡及重复性考核试验。结果表明:悬臂柔性转子的动力特性可以通过支承的优化组合而得到改善,单面平衡技术大幅度减小了转子的动挠度和弹支的动应力,分解和重新装配所带来的装配不平衡不会实质性的影响转子原有的平衡状态。 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 动力特性 高速动平衡 装配不平衡

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高压液氧涡轮泵孔型/蜂窝阻尼密封的设计 被引量：6

6

作者 毛凯 李昌奂 +1 位作者 张聃 安康 《火箭推进》 CAS 2021年第2期47-53,共7页

针对某型火箭发动机高压液氧涡轮泵离心轮的前、后凸肩动密封,采用孔型/蜂窝阻尼密封代替原始迷宫密封方案,并对密封结构参数进行优化设计,旨在减小泵内动静间隙泄漏,提高泵容积效率。采用经水工质孔型密封泄漏量实验数据验证的,基于k-... 针对某型火箭发动机高压液氧涡轮泵离心轮的前、后凸肩动密封,采用孔型/蜂窝阻尼密封代替原始迷宫密封方案,并对密封结构参数进行优化设计,旨在减小泵内动静间隙泄漏,提高泵容积效率。采用经水工质孔型密封泄漏量实验数据验证的,基于k-ε湍流模型和三维定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的液体孔型密封泄漏量数值计算方法,研究了孔深、孔径对液氧孔型阻尼密封、蜂窝阻尼密封泄漏特性的影响规律,并与迷宫密封的封严性能进行了比较。计算分析了孔径在0.3~2.0 mm范围内、孔深在0.1~2.0 mm范围内连续变化时孔型阻尼密封的泄漏量。结果表明:相同孔径和孔深下,孔型阻尼密封和蜂窝阻尼密封具有相近的封严性能,均优于迷宫密封;有限的密封轴向长度下,液氧孔型/蜂窝阻尼密封泄漏量随孔径的增大(轴向孔数目减小)先减小后增大,孔型/蜂窝阻尼密封最佳孔径为1.4 mm;不同孔径下,液氧孔型/蜂窝密封均存在最佳深径比0.5,泄漏量达到最小值;相比于原始迷宫密封方案,优化设计的孔型/蜂窝阻尼密封使液氧涡轮泵离心轮前、后凸肩动密封泄漏量分别减小了约19%和21%。 展开更多

关键词 液氧涡轮泵 孔型/蜂窝密封 优化设计 封严性能

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液氧涡轮泵新型螺旋阻尼密封泄漏特性研究 被引量：5

7

作者 靳志鸿 李志刚 +1 位作者 李军 毛凯 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期62-72,共11页

针对某液氧涡轮泵离心轮前凸肩密封,提出了一种新型螺旋阻尼密封结构(静子面孔腔和转子面螺旋槽)。为研究离心轮凸肩密封进口高预旋影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“双进口边界”数值模型。采用液体(水工质)孔型阻... 针对某液氧涡轮泵离心轮前凸肩密封,提出了一种新型螺旋阻尼密封结构(静子面孔腔和转子面螺旋槽)。为研究离心轮凸肩密封进口高预旋影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“双进口边界”数值模型。采用液体(水工质)孔型阻尼密封和螺旋密封的泄漏量实验结果,验证了基于三维定常Navier-Stokes(RANS)方程的动密封稳态泄漏流动数值预测方法的有效性和准确性。对比研究了迷宫密封、孔型阻尼密封、双螺旋密封等3种传统动密封结构和新型螺旋阻尼密封在某液氧涡轮泵6种变负载运行工况(负载率φ为23%、31%、54%、77%、100%、108%)、2种进口预旋比(λ为0、0.75)下的泄漏特性。结果表明:相比于3种传统动密封结构,新型螺旋阻尼密封在全工况下均具有最佳的封严性能(泄漏量减小10%~50%),尤其在高负载工况(更高转速、更大压差);新型螺旋阻尼密封的泄漏量对进口预旋、压差和转速等运行条件的变化敏感性最低(在23%~108%变载荷运行、无预旋时,新型螺旋阻尼密封的泄漏变化量相对于迷宫、孔型和双螺旋密封减小了45%、40%、29%),具有优良的变工况适应能力,能够满足液氧涡轮泵深度变推力的工作需求,是一种理想的液氧涡轮泵离心轮凸肩密封结构。 展开更多

关键词 液氧涡轮泵 螺旋阻尼密封 泄漏特性 变工况适应性

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诱导轮叶片厚度对涡轮泵空化性能的影响

8

作者 董兆一 路祥宾 +1 位作者 任建朝 童志庭 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期14-20,共7页

为探究诱导轮叶片厚度对空化性能的影响,以液体火箭发动机的液氧涡轮泵为研究对象,采用改变叶根处厚度的方法,设计了4种不同叶片厚度的诱导轮,其中叶尖处的厚度随着叶根处厚度的改变而相应变化。针对这4种方案的诱导轮,进行了强度校核... 为探究诱导轮叶片厚度对空化性能的影响,以液体火箭发动机的液氧涡轮泵为研究对象,采用改变叶根处厚度的方法,设计了4种不同叶片厚度的诱导轮,其中叶尖处的厚度随着叶根处厚度的改变而相应变化。针对这4种方案的诱导轮,进行了强度校核和空化性能分析。研究结果显示,在保证叶片强度的前提下,选择较薄的诱导轮有助于改善涡轮泵的空化性能,同时,叶尖处的厚度对涡轮泵的空化性能也有显著影响。 展开更多

关键词 诱导轮 液氧涡轮泵 叶尖厚度 强度校核 空化性能

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液氧涡轮泵多级液封轮密封空化流动特性分析 被引量：2

9

作者 王凯 赵四维 +2 位作者 鲍海峰 庄宿国 刘厚林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期75-89,共15页

在考虑低温空化特性的基础上,提出了适用于液氧涡轮泵多级液封轮低温空化流动的数值计算方法,并采用液氮下的试验数据验证了可行性,最后对多级液封轮内低温空化流动及密封特性进行了数值研究。结果表明:与液氮试验值相比,后腔温度及压... 在考虑低温空化特性的基础上,提出了适用于液氧涡轮泵多级液封轮低温空化流动的数值计算方法,并采用液氮下的试验数据验证了可行性,最后对多级液封轮内低温空化流动及密封特性进行了数值研究。结果表明:与液氮试验值相比,后腔温度及压力的最大计算偏差分别为8.2%和6.7%,数值计算方法可行;多级液封轮内汽相体积约为液相体积的2~3倍,一级液封轮起主要密封作用,二级液封轮处于低压汽相环境中,部分工况后腔有局部憋压,可适当增加泄出口数量或直径以避免憋压;流场有-4~9K的温度变化,最高和最低温度分别位于一级、二级液封轮处,体现了低温空化的热力学效应;流场中高熵产率区主要分布于一级液封轮中,是能量损失的主要区域,脉动速度熵产率ΔSD'是熵产率的主要来源;多级液封轮在一级液封轮处形成了稳定的汽液交界面,相变半径由工况Ⅰ至Ⅳ递增,经泄出口排出的均为汽相介质,总流量在0.1~0.44kg/s,流量较小,有效地阻止了液氧的泄漏。 展开更多

关键词 多级液封轮 液氧涡轮泵 密封性能 低温空化 熵产率

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液氧涡轮泵阻尼密封设计与动力学特性研究 被引量：1

10

作者 靳志鸿 胡锦华 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期43-53,61,共12页

为评估进口高预旋对动密封性能的影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“虚拟旁路边界”计算模型和动密封非定常流体激振数值预测方法。针对某型液氧涡轮泵离心叶轮前凸肩动密封,开展了迷宫、蜂窝和孔型阻尼密封方案设计... 为评估进口高预旋对动密封性能的影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“虚拟旁路边界”计算模型和动密封非定常流体激振数值预测方法。针对某型液氧涡轮泵离心叶轮前凸肩动密封,开展了迷宫、蜂窝和孔型阻尼密封方案设计、性能比较和深度变推力发动机涡轮泵密封动力学适应性研究,比较了液氧涡轮泵额定工况下3种动密封方案性能,计算分析了6种发动机推力负荷(10%~100%)、高进口预旋(预旋比为0.77)下孔型阻尼密封的泄漏量和转子动力特性系数。结果表明:在额定工况下,相比于迷宫密封,蜂窝和孔型阻尼密封具有更优的封严性能(泄漏流量分别减小了17.9%和17.5%)和动力学性能(同步频率下有效阻尼分别增大了180%和87%,穿越频率从661 Hz分别减小到了287 Hz和275 Hz);在发动机深度变推力工况下,孔型阻尼密封具有较大的同步频率有效阻尼;受高进口预旋的影响,有效阻尼的穿越频率随推力负荷的增大而显著增大(从50 Hz增大到430 Hz),减小了密封提供正阻尼的抑振频率区间;在大推力工况下,可通过在密封入口设置防旋板等止旋装置减小预旋、提高转子稳定性。 展开更多

关键词 液氧涡轮泵 孔型阻尼密封 泄漏特性 深度变推力工况 转子稳定性

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进口压力对液氧涡轮泵一级液封轮密封性能的影响

11

作者 薛瑞阳 宋寒冰 +3 位作者 周芮 王凯 鲍海峰 刘厚林 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2023年第3期391-398,共8页

液封轮作为一种非接触式密封能够很好地解决火箭发动机液氧涡轮泵密封端面磨损失效及泄漏量大的问题。该文以某火箭发动机液氧涡轮泵多级液封轮为研究对象,采用数值模拟方法研究了进口压力对液氧涡轮泵一级液封轮密封性能的影响,并以工... 液封轮作为一种非接触式密封能够很好地解决火箭发动机液氧涡轮泵密封端面磨损失效及泄漏量大的问题。该文以某火箭发动机液氧涡轮泵多级液封轮为研究对象,采用数值模拟方法研究了进口压力对液氧涡轮泵一级液封轮密封性能的影响,并以工作介质为液氮进行实验,验证了本文采用的一级液封轮数值计算方法的可靠性,以泄漏流量和增压系数为指标对计算结果进行分析。结果表明:一级液封轮后方密封腔体的压力和温度偏差分别为6.7%和8.2%,该数值计算方法可行;在10000 rpm的转速下,通过改变进口压力可以得到负压密封、等压密封和泄漏这三种典型密封状态;以增压系数和泄漏量作为密封状态的评判标准,给出了密封状态的分类以及增压系数对应密封状态的分析方法。总而言之,液封轮与转速及进口压力的合理匹配十分重要,在实际应用中想要实现更大压力的工作介质密封则需提高转速或更换密封能力更强的液封轮。 展开更多

关键词 液氧涡轮泵 一级液封轮 进口压力 泄漏流量 增压系数

原文传递

带悬臂涡轮盘发动机转子的振动特性及平衡技术研究

12

作者 邓旺群 高德平 高洁 《燃气涡轮试验与研究》 2005年第4期10-14,共5页

在旋转试验器上研究了带悬臂涡轮盘火箭发动机氧涡轮泵转子的振动特性,并在此基础上完成了氧涡轮泵转子的高速动平衡试验。结果表明:氧涡轮泵转子的振动与悬臂涡轮盘的不平衡量密切相关,单面高速动平衡技术对减小悬臂柔性转子的振动效... 在旋转试验器上研究了带悬臂涡轮盘火箭发动机氧涡轮泵转子的振动特性,并在此基础上完成了氧涡轮泵转子的高速动平衡试验。结果表明:氧涡轮泵转子的振动与悬臂涡轮盘的不平衡量密切相关,单面高速动平衡技术对减小悬臂柔性转子的振动效果显著。 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 火箭发动机 氧涡轮泵转子 振动特性 平衡技术

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