固体姿轨控比例推力器动态特性研究

为研究直流伺服电机控制的固体姿轨控比例推力器动态响应特性,开展了冷流试验;并建立了相应的非线性数学仿真模型。由Matlab软件进行了推力器动态过程仿真。仿真结果与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的正确性。将推力器的动态响应过程分为三个阶段,研究了不同参数对推力器动态特性的影响。结果表明:电机参数主要影响运动触发时间和针栓运动时间;外部作用力是响应速度的重要影响因素;推力迟滞时间由自由容积大小和针栓运动速度决定。

基于PWM原理的固体姿态控制系统实验研究

为研究基于脉宽调制(PWM)原理的固体姿态控制系统(ACS)推力调节特性,设计了双推力器组合工作ACS,并开展了冷流实验。根据实验结果对动态工作过程、响应性能和推力调节特性进行了分析,提出了ACS在小型空间飞行器姿态控制方面的应用方案。结果表明,设计的ACS能实现推力连续调节;推力曲线形状与工作频率和占空比有关;平均推力与占空比呈线性关系;双推力器组合工作模式能大幅减小喷喉上游管路压强波动。研究结论可为用于小型空间飞行器的固体姿控发动机的研制和应用提供参考依据。

电磁驱动燃气阀动态响应特性仿真分析

为了对电磁驱动燃气阀的动态响应特性问题进行研究,建立了燃气阀的非线性数学模型,研究了不同阀门参数对燃气阀开-关过程各阶段响应时间的影响规律,并利用Matlab/Simulink平台的电磁、机械和气动耦合的一体化仿真框图,进行了燃气阀动态过程仿真。仿真结果表明:分阶段响应时间分析方法为阀门响应特性研究提供了新的思路;驱动电压、预紧力、线圈电阻和匝数是影响响应时间的重要因素;阀门参数变化对各响应时间影响程度不同,对总响应时间to、tc的作用效果相反;响应时间tt1、t't1数值较小,且基本保持不变。

固体姿轨控针栓推力器内流场数值仿真（英文）

为研究针栓推力器内流场的特征和规律,采用二维轴对称模型,开展了针栓运动过程的非稳态及稳态流场仿真,分析了不同开度下的流场结构、针栓所受气动力及流场对针栓几何参数的敏感性。结果表明:由于针栓的干扰作用,流场结构呈现出复杂激波系、顶端流动分离等现象;气动力系数与针栓头部锥角大小呈正相关关系,与集气室压强无关;节流面形状对气流参数分布、激波强度及位置、气动力等表征的流动模态影响很大。

固体轨控发动机针栓喷管热化学烧蚀特性

在热化学烧蚀理论的基础上综合考虑了H2O、CO2以及OH等氧化性组分与喷管壁面的反应,由FLUENT流体计算软件进行了流固耦合传热烧蚀计算,得到了喷管及阀杆壁面瞬态温度分布规律与烧蚀率分布规律,分析了温度分布规律的理论基础以及燃烧室压强和氧化性组分对烧蚀率的影响规律。结果表明:喷管壁面与阀杆壁面温度与烧蚀率分布均遵循壁面热流密度分布规律,在喉部上游入口处达到峰值;阀杆头部位置存在高温高压的回流区,导致该区域的温度与烧蚀率较高;烧蚀率随燃烧室压强的增大而增大;H2O是决定烧蚀的主要氧化性组分。

固体火箭发动机碳基材料喷管机械侵蚀特性

为研究碳基材料喷管的机械侵蚀特性,基于两相流理论和经验公式,考虑液滴的蒸发与反应,建立了二维轴对称碳基材料喷管机械侵蚀计算模型.针对15-lb BATES发动机喷管进行了机械侵蚀计算,研究了液滴轨迹、机械侵蚀情况的分布规律,以及推进剂中Al质量分数和燃烧室压强对机械侵蚀的影响.结果表明:机械侵蚀率计算最大值为55μm/s,在实验结果范围内.Al/Al2O3混合液滴是机械侵蚀的主要因素,Al液滴由于蒸发氧化而不对壁面造成碰撞.机械侵蚀发生在喷管收敛段,峰值位于喉部上游入口处,喉部和扩张段无机械侵蚀现象.推进剂中Al质量分数增加对机械侵蚀率无显著规律性影响.机械侵蚀率随燃烧室压强的增加呈超线性增长.