三组元推进系统热力性能研究

随着下一代可重复使用飞行器，特别是单级入轨飞行器的研究，很多新技术都得到发展，三组元混合燃烧技术就是其中之一。本文中通过进行热力计算来对比、讨论三组元发动机与两组元发动机在理论比冲上的差异，分析三组元发动机的可行性。     

单级入轨运载器干质量影响因素分析

提出了单级入轨运载器干质量计算方法。对给定的飞行任务,提出了基准运载器,并计算了贮箱材料、热防护系统及设计余量对运载器干质量的影响。计算结果表明,先进的材料和设计能降低运载器的干质量,并使运载器干质量对设计余量的敏感性降低     

空天飞机

空天飞机指以吸气式发动机和火箭发动机组合推进系统作动力装置、能像飞机那样在跑道上起降、在大气层内高超音速飞行,又能单级入轨运行的可载人飞行器,是集飞机、航天运载器、航天器等多种功能于一身,既可军用,又可民用的新型飞行器.空天飞机目前尚处在概念研究阶段.它与航天飞机的主要区别是完全可重复使用,理想的空天飞机还能像飞机那样,每次飞行之后,经过简单检修和加注燃料,能很快作下一次飞行.     

FY-2型发动机燃烧室计算模型

本文提出了一个液体火箭发动机双组元自燃推进剂高压燃烧过程的计算模型。模型考虑了偏二甲肼的分解反应、四氧化二氮的离解反应、高压蒸发、液滴二次雾化以及燃烧室横截面上混合比和流强分布的不均匀性。应用该模型对FY-2型发动机的三种喷注器结构的燃烧效率及能量释放分布进行了理论计算,计算结果与试车数据和现象相当吻合。     

基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

水下航行器不同燃料燃烧性能的仿真研究

为了解热动力水下航行器不同燃料的燃烧性能,利用FLUENT软件,分别对OTTO-Ⅱ单组元燃料和HAP+OTTO-Ⅱ+H2O的三组元燃料在旋转燃烧室内的两相湍流燃烧进行了数值仿真.湍流计算采用标准模型κ-ε、气相燃烧采用ED模型、液相采用离散液滴模型.得到两种燃料在燃烧室内的温度分布,化学反应速率分布、燃烧产物CO2和CO的质量分数分布以及两种燃料液滴的运动轨迹,并对计算结果进行了比较和分析.结果表明,三组元燃料的燃烧性能要优于单组元燃料的燃烧性能,但由于三组元液滴蒸发较慢,对燃烧稳定性造成影响.     

激光推进发动机与激光发射弹道主要参数分析

激光推进是一种应用前景广阔的先进推进技术。讨论了激光推进发动机性能参数,飞行器在无大气阻力并忽略地球曲率和自转条件下发射与入轨所要求的最佳比冲,激光平均功率与电网能量消耗等问题。指出用激光发射微小卫星可以得到高质量比,激光推进发动机最优的比冲为12 240m/s。     

斜盘发动机热力过程分析与仿真

基于斜盘发动机结构参数,依次建立了其缸内工质状态模型、流率模型和散热损失模型,并对缸内工质质量、内能、压强和温度等热力学参数的变化趋势进行了仿真分析,得到了发动机稳态循环的示功图。仿真结果表明:所建立模型符合斜盘发动机六个热力过程。然后,对示功图进行分析,指出了提高发动机功率的途径。     

单组元姿控动力系统动态过程仿真研究

以单组元姿控动力系统为研究对象研究多台不同推力量级发动机工作时的动态过程.基于模块化建模,在MWorks软件平台上二次开发了包含液体管路、电磁阀、反应室等单组元姿控动力系统典型组件的动力学模型,搭建了动力系统中发动机起动、关机、脉冲工作等动态过程仿真模型,并通过试车数据验证了仿真模型的正确性与有效性.在单组元动力系统中...     

低温流量控制系统试验研究

低温可调汽蚀文氏管是低温流量控制系统的关键部件,本文选用步进电机控制调节针锥的位移。通过大量冷态试验,在大范围变化工况、变化喉部面积及变化背压条件下,利用水对低温流量控制系统进行研究,得到了流量系数、压力恢复系数的变化规律。利用液氧标定,对冷态试验结果进行修正。并将低温流量控制系统用于三组元模型发动机热态试验中,成功实现了流量调节和工况转换。     

三组元喷嘴混合特性的试验研究

本文对四种类型的气氢／液氧／煤油三组元喷嘴进行了混合特性试验, 研究了内喷嘴的缩进长度对同轴离心外混式喷嘴混合特性的影响, 对比了相同的三组元工况下各喷嘴的混合特性, 分析了喷嘴结构对混合特性的影响, 进行了单喷嘴和三喷嘴的混合特性试验, 试验结果表明： 在相同的三组元工况下, 同轴直流式喷嘴的流强分布跨度比同轴离心式喷嘴小。所得结论对三组元喷嘴和气液同轴式喷嘴的优化设计有参考价值。     

车辆液力机械传动系统建模及动态特性仿真

建立了具有液力传动的履带车辆动力传动系统及整车的仿真模型,对车辆的加速性进行了仿真研究并与试验结果进行了比较,应用该仿真模型,分析了履带车辆换挡过程中发动机与涡轮转速、系统元件转速等的变化规律,结果表明该仿真模型能够方便的应用于车辆的性能分析与预测.     

柴油机动态特性的研究方法

分析了柴油机动态特性与稳态特性的不同,系统总结了柴油机动态特性的研究方法,主要有试验研究和模拟计算两种。按照研究目的的不同,对各种动态特性模型的优缺点和适用范围进行了总结,认为:基于稳态试验数据的动态特性模型主要用于整车性能仿真,基于模拟计算的非线性模型主要用于控制分析、参数优化和匹配。     

基于权重灰色关联分析的装甲车辆发动机使用状态评价研究

为综合预测装甲车辆发动机使用寿命,应用相关性分析构建发动机使用影响因素指标体系,进行指标权重计算．提出并应用权重灰色关联分析方法,定量评价装甲车辆发动机使用状态,定义并计算发动机使用条件修正系数,得到发动机使用影响因素指标权重集,以及不同使用条件下发动机使用寿命预测计算方法．     

模型三组元喷嘴雾化SMD变化规律

为了充分研究新型三组元喷嘴的内混腔雾化特性 ,设计了模型喷嘴进行多工况试验。试验发现 ,维持气体或液体压降不变 ,改变另一种介质的压降 ,会得到不同的雾化平均直径随气体压降或液体压降 ,以及气液比ALR的变化曲线 ,这些曲线有着明显的规律。大量试验表明 ,虽然平均直径SMD随气体压降或液体压降的变化曲线明显不同 ,但其随气液比的变化规律却趋于相同     

一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法

提出了一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法.这种方法不涉及复杂的数值模拟计算,可以在较宽广的环境压力和环境温度范围预测涡轮增压柴油机的性能,具有较高的计算精度.对两台车用涡轮增压柴油机进行了实例计算,并与试验结果进行了对比.分析了海拔高度变化和温度变化引起的涡轮增压器和发动机性能的变化趋势.     

履带车辆动力舱空气流场的CFD模拟与试验研究

以某履带车辆动力舱为研究对象，建立了舱内空气流动与传热计算的物理模型和数学模型，采用标准k-ε方程湍流模型对动力舱内的空气流动进行了描述，采用Fluent软件中的薄面模型对散热器与冷却风扇进行了简化处理，对舱内空气的速度场和温度场进行了三维数值模拟，采用热线风速仪对进、排气窗处的气体流速与温度进行了试验测试，测试值与模拟值的最大相对误差为9．42％，精度能够满足工程需要，表明该计算模型合理可行。