运载火箭贮箱增压消能器流场数值仿真方法研究 被引量：2

1

作者 李颖琦 胡梦琦 +2 位作者 梁国柱 王非凡 胡正根 《宇航总体技术》 2021年第1期50-56,共7页

在液体运载火箭贮箱的入口,通常采用增压消能器对贮箱增压气体进行均流、减速,使增压气体平稳、缓慢地降落在推进剂液面上。增压消能器通常由多层筛网、导流锥、扩容腔等部件组成。根据美国NASA的半人马座火箭采用的喇叭口消能器结构和... 在液体运载火箭贮箱的入口,通常采用增压消能器对贮箱增压气体进行均流、减速,使增压气体平稳、缓慢地降落在推进剂液面上。增压消能器通常由多层筛网、导流锥、扩容腔等部件组成。根据美国NASA的半人马座火箭采用的喇叭口消能器结构和参数,使用计算流体力学(CFD)方法对该种喇叭口形消能器的稳态工作过程进行了数值仿真,获得了消能器工作时的内部流场。通过与美国Lewis中心的消能器试验数据对比,发现仿真结果与试验结果吻合,验证了仿真方法的正确性。研究表明:消能器内部的一级筛网是产生能量损耗的主要来源,设置容腔及增大流通面积能有效降低气体的流动速度,多层筛网对均匀气体分布起到很好的效果。本文应用的流场仿真方法可以推广至其他类型的消能器,为增压消能器的选型、优化设计起到参考作用。 展开更多

关键词 液体运载火箭 增压输送系统 消能器 数值仿真

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低温液体运载火箭变形补偿量设计及试验方法 被引量：2

2

作者 李东 冯韶伟 +2 位作者 王月 吴洁 郑明珠 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期6-10,共5页

中国新一代运载火箭普遍采用无毒无污染的低温推进剂,当运载火箭在低温推进剂加注、增压的过程中会造成贮箱变形,需要管路系统和箭体结构设计合理的补偿量来适应。针对传统有限元分析计算效率低,提出一种补偿量设计的解析方法,获得结构... 中国新一代运载火箭普遍采用无毒无污染的低温推进剂,当运载火箭在低温推进剂加注、增压的过程中会造成贮箱变形,需要管路系统和箭体结构设计合理的补偿量来适应。针对传统有限元分析计算效率低,提出一种补偿量设计的解析方法,获得结构在低温、压强和飞行载荷下的变形响应机理,实现贮箱在各类载荷下的变形量综合,并基于平面视觉测量原理进行试验验证。验证和对比结果表明,设计方法合理可行,精度能够满足运载火箭工程应用,为低温液体运载火箭的设计提供参考依据和理论支撑。 展开更多

关键词 低温 液体运载火箭 补偿量设计 平面视觉理论

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高空飞行环境中液体运载火箭底部热环境研究 被引量：19

3

作者 周志坛 丁逸夫 +3 位作者 乐贵高 梁晓扬 孙培杰 盛英华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期577-584,共8页

采用数值模拟和飞行测试验证相结合的方法对液体运载火箭高空对流/辐射耦合换热问题开展系统深入研究。基于燃气多组分输运Navier-Stokes方程、热辐射方程、Realizable k-ε两方程湍流模型,建立了高空含自由流的运载火箭燃气喷流流动模... 采用数值模拟和飞行测试验证相结合的方法对液体运载火箭高空对流/辐射耦合换热问题开展系统深入研究。基于燃气多组分输运Navier-Stokes方程、热辐射方程、Realizable k-ε两方程湍流模型,建立了高空含自由流的运载火箭燃气喷流流动模型。辐射模型采用离散坐标法(DOM),空间离散采用二阶迎风TVD格式,对多个典型飞行高度火箭底部热流进行大型并行计算,将数值结果与试验数据进行广泛对比,验证了计算模型的精度和有效性。数值研究表明,火箭底部辐射热流在刚起飞阶段达到最大值,随着飞行高度上升,辐射热流逐渐降低,火箭底部对流热流表现为先升高后降低的趋势,并在20 km高空达到峰值。本文的预测分析方法对液体运载火箭底部热防护设计具有重要的理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 对流/辐射耦合换热 液体运载火箭 热环境 燃气喷流

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低温液体运载火箭推进剂加注过程分析 被引量：14

4

作者 黄兵 黄辉 +1 位作者 田玉蓉 陈士强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期62-66,共5页

介绍了国外运载火箭典型低温贮箱的推进剂加注流程,讨论了影响低温推进剂加注特性的主要因素,建立了一种可以描述低温推进剂加注过程的计算模型,结合试验数据验证了模型预示加注过程贮箱推进剂平均温度、气枕压力等关键参数的准确性,进... 介绍了国外运载火箭典型低温贮箱的推进剂加注流程,讨论了影响低温推进剂加注特性的主要因素,建立了一种可以描述低温推进剂加注过程的计算模型,结合试验数据验证了模型预示加注过程贮箱推进剂平均温度、气枕压力等关键参数的准确性,进一步依据仿真和试验结果分析了低温推进剂加注过程的典型特性。 展开更多

关键词 液体运载火箭 低温推进剂 加注 贮箱

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液体运载火箭低温动力系统注气式循环预冷过程的AMESim仿真研究 被引量：5

5

作者 陈士强 范瑞祥 +1 位作者 黄兵 黄辉 《载人航天》 CSCD 2014年第5期413-420,426,共9页

讨论了液体运载火箭低温动力系统起动前预冷的必要性和循环预冷方案的优缺点,分析了注气式循环预冷的基本原理和影响因素,建立并根据试验数据验证了基于AMESim的注气式循环预冷仿真模型。对不同工况液体运载火箭低温动力系统注气式循环... 讨论了液体运载火箭低温动力系统起动前预冷的必要性和循环预冷方案的优缺点,分析了注气式循环预冷的基本原理和影响因素,建立并根据试验数据验证了基于AMESim的注气式循环预冷仿真模型。对不同工况液体运载火箭低温动力系统注气式循环预冷过程进行研究,部分工况获得了与文献试验数据较为一致的规律,并对注气式循环预冷过程伴随的增压下注入气体对贮箱气枕的影响、变过载对系统循环特性的影响和注入气体在贮箱与管路内行为特性等问题进行了分析与讨论。 展开更多

关键词 液体运载火箭 低温动力系统 注气式循环预冷 AMESIM

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末子级并联贮箱均衡输送对入轨精度影响研究 被引量：5

6

作者 杨帆 张晓东 +2 位作者 刘昶 毛承元 胡峥 《上海航天》 2016年第B05期60-65,共6页

对液体运载火箭末子级并联贮箱推进剂输送不均衡量影响卫星入轨精度进行了研究。建立了均衡输送模型和星箭分离齿轮啮合模型,给出了质心横移计算公式。分析发现质心横移会因出现横向控制力矩而导致轨道倾角产生偏差,并对用弹簧分离实现... 对液体运载火箭末子级并联贮箱推进剂输送不均衡量影响卫星入轨精度进行了研究。建立了均衡输送模型和星箭分离齿轮啮合模型,给出了质心横移计算公式。分析发现质心横移会因出现横向控制力矩而导致轨道倾角产生偏差,并对用弹簧分离实现的星箭分离形成干扰力矩而影响分离精度。以新一代运载火箭末子级为例,计算了不同膜片翻转压力偏差的输送不均衡量、质心横移量和卫星入轨精度偏差。结果发现:为满足卫星入轨精度,需控制金属膜片翻转压力偏差小于0.015MPa。翻转试验结果验证了此结论。 展开更多

关键词 液体运载火箭 末子级 并联贮箱 均衡输送 质心横移 入轨精度 分离姿态 金属膜片 翻转试验

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液体火箭爆炸地面有害气体生成与扩散分析 被引量：3

7

作者 陈新华 向四桂 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期355-360,共6页

建立了自燃液体推进剂运载火箭爆炸时地面残余推进剂蒸发模型和产生的有害气体在大气中的扩散模型,给出了N2O4/UDMH液体推进剂爆炸产生的地面推进剂残留量、推进剂污染区直径、大气环境中地面残余N2O4和UDMH推进剂蒸发速率等参数的实验... 建立了自燃液体推进剂运载火箭爆炸时地面残余推进剂蒸发模型和产生的有害气体在大气中的扩散模型,给出了N2O4/UDMH液体推进剂爆炸产生的地面推进剂残留量、推进剂污染区直径、大气环境中地面残余N2O4和UDMH推进剂蒸发速率等参数的实验结果。利用该理论模型对大型运载火箭发生意外爆炸事故产生的地面残余推进剂蒸发时间和形成的有害气体危害范围进行了估算。该理论模型可为航天发射场制定安全防护措施提供有用的评估方法。 展开更多

关键词 爆炸力学 扩散 蒸发模型 推进剂 液体运载火箭

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液体运载火箭超高压可压缩气体流量控制研究 被引量：3

8

作者 程光平 胡峥 +2 位作者 张浩 张荣荣 瞿德超 《上海航天》 2016年第B05期55-59,共5页

对液体运载火箭超高压可压缩增压气体流量控制装置流动特性进行了仿真分析和试验研究。根据增压系统流量控制原理,给出了流量系数的理论计算公式。建立了流动特性试验系统,由试验采集的数据算得不同孔径比节流装置的流量系数;用Fluent... 对液体运载火箭超高压可压缩增压气体流量控制装置流动特性进行了仿真分析和试验研究。根据增压系统流量控制原理,给出了流量系数的理论计算公式。建立了流动特性试验系统,由试验采集的数据算得不同孔径比节流装置的流量系数;用Fluent流体计算软件对节流装置流场进行仿真分析,获得了相同孔径比节流装置的流量系数。仿真计算与试验结果表明:在声速流状态下增压系统的流量控制装置流量系数大于0.9。研究对液体火箭超高压可压缩气体流量精度控制有一定的参考价值。 展开更多

关键词 液体运载火箭 增压系统 超高压可压缩气体 气体流量 声速流 节流装置 流量系数 孔径比

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低温运载火箭液氢自流预冷系统特性研究 被引量：2

9

作者 黄兵 陈士强 +2 位作者 李东 魏一 黄辉 《载人航天》 CSCD 2016年第3期334-337,共4页

为深入分析液氢/液氧发动机预冷特性,建立了一种基于AMESim的液氢自流预冷计算模型,开展了针对特定试验系统的仿真验证工作,获得了与试验数据较为一致的仿真结果,准确预示了预冷过程中预冷时间、预冷质量流量等关键参数,为低温运载火箭... 为深入分析液氢/液氧发动机预冷特性,建立了一种基于AMESim的液氢自流预冷计算模型,开展了针对特定试验系统的仿真验证工作,获得了与试验数据较为一致的仿真结果,准确预示了预冷过程中预冷时间、预冷质量流量等关键参数,为低温运载火箭预冷研究提供了一种有效手段。 展开更多

关键词 液体运载火箭 液氢 自流预冷 AMESIM

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运载火箭注气式蓄压器联通孔流量特性数值仿真研究

10

作者 史童 梁国柱 +1 位作者 潘辉 胡久辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期21-31,共11页

运载火箭注气式蓄压器存在主流垂直流动对联通孔内水平流动的影响,如果采用一维经典流体力学方法计算联通孔流量系数会产生很大误差。针对这一问题,采用计算流体力学方法,在不同主管流速的条件下,对单个联通孔内的流体流动进行三维稳态... 运载火箭注气式蓄压器存在主流垂直流动对联通孔内水平流动的影响,如果采用一维经典流体力学方法计算联通孔流量系数会产生很大误差。针对这一问题,采用计算流体力学方法,在不同主管流速的条件下,对单个联通孔内的流体流动进行三维稳态数值仿真研究。研究表明,联通孔流动同时具有T型三通管流动和孔板流动的特点。受主流垂直流动的影响,联通孔内流动呈现出明显的不对称性和非线性特征,流速比小于-2.54或大于1.29时的流量系数相对变化超过15%。根据仿真结果,给出了考虑主管流速的联通孔流入和流出流量系数拟合式,以及流量系数相对变化量和流速比的关系式。 展开更多

关键词 液体运载火箭 推进剂输送系统 蓄压器 联通孔 流量系数

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液体运载火箭一维纵横扭一体化建模技术 被引量：10

11

作者 唐玉花 狄文斌 刘靖华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期89-96,共8页

提出一种新的液体运载火箭一维纵横扭一体化模型建模方法,在传统的横向和扭转振动一维梁模型基础上,融入了纵向弹簧-质量模型,并引入了多液体质量块纵向弹簧-质量模型。将该建模方法应用于某型运载火箭液体助推器,通过与试验值的比较证... 提出一种新的液体运载火箭一维纵横扭一体化模型建模方法,在传统的横向和扭转振动一维梁模型基础上,融入了纵向弹簧-质量模型,并引入了多液体质量块纵向弹簧-质量模型。将该建模方法应用于某型运载火箭液体助推器,通过与试验值的比较证明:该一维纵横扭一体化模型可同时计算横向、纵向和扭转模态及耦合模态,横向、纵向和扭转频率的计算精度较高,满足工程应用要求。同时,增加液体质量块的数量可以提高纵向频率的计算精度,然而当贮箱内液体较少时,增加液体质量块的数量并不能改善计算结果的精度。 展开更多

关键词 液体运载火箭 动特性 一维纵横扭一体化模型 多液体质量块

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新一代运载火箭闭式增压控制系统设计与实现 被引量：5

12

作者 胡海峰 宋征宇 范瑞祥 《航天控制》 CSCD 北大核心 2015年第6期35-40,75,共7页

提出一种液体运载火箭全数字闭式增压控制系统方案,并对系统原理、关键控制设备进行了论述,提供了闭式增压的控制方法。新一代运载火箭工程应用与试验结果表明,全数字闭式增压控制系统稳定可靠,方案可行,可在液体运载火箭工程设计中推... 提出一种液体运载火箭全数字闭式增压控制系统方案,并对系统原理、关键控制设备进行了论述,提供了闭式增压的控制方法。新一代运载火箭工程应用与试验结果表明,全数字闭式增压控制系统稳定可靠,方案可行,可在液体运载火箭工程设计中推广应用。 展开更多

关键词 新一代 液体运载火箭 全数字 闭式增压控制系统

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新一代运载火箭闭式增压控制技术研究 被引量：5

13

作者 胡海峰 《航天控制》 CSCD 北大核心 2015年第4期28-33,共6页

提出一种闭式增压控制方案,三模冗余增压控制装置录取推进剂贮箱冗余设置的数字压力传感器信号,基于闭式增压控制方程,采用3取2表决输出控制指令对多路电磁阀实施开闭控制,使贮箱压力控制在理想范围;然后介绍了闭式程序增压和备保固定... 提出一种闭式增压控制方案,三模冗余增压控制装置录取推进剂贮箱冗余设置的数字压力传感器信号,基于闭式增压控制方程,采用3取2表决输出控制指令对多路电磁阀实施开闭控制,使贮箱压力控制在理想范围;然后介绍了闭式程序增压和备保固定时序增压的控制算法。工程应用和试验结果表明,闭式增压控制技术方案可行,增压控制方法合理。本文方案产品通用性好,增压控制可靠性高,系统适应性强,具有良好的推广应用价值。 展开更多

关键词 新一代 液体运载火箭 闭式增压控制技术 闭式程序增压 备保固定时序增压

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固液捆绑火箭发动机健康诊断技术 被引量：3

14

作者 杨欣茹 王猛 +3 位作者 高莉 辛高波 孙平 党锋刚 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第5期8-14,共7页

为使固液捆绑运载火箭发射更具有可靠性和安全性,本文首次提出了一种基于三冗余架构的芯级液体发动机健康诊断系统。在芯级液体发动机点火后,由箭上健康诊断系统根据红线算法对发动机状态进行诊断,确认液体发动机状态正常后再进行固体... 为使固液捆绑运载火箭发射更具有可靠性和安全性,本文首次提出了一种基于三冗余架构的芯级液体发动机健康诊断系统。在芯级液体发动机点火后,由箭上健康诊断系统根据红线算法对发动机状态进行诊断,确认液体发动机状态正常后再进行固体发动机点火。通过地面发动机试车及飞行试验考核,结果表明:该发动机健康诊断系统设计正确,能够及时有效地检测液体发动机工作状态,且未发生误警报或漏警报。 展开更多

关键词 固液捆绑火箭 液体发动机 健康诊断 三冗余 红线算法

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