航天发射场液体推进剂的泄漏扩散模型研究

为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算,对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析,建立扩散模型,并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善;应用数值模拟方法进行仿真,将数值模拟结果与实验数据、理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:气体扩散模型与数值模拟及实验结果基本一致,但扩散模型计算结果偏小,这是由于推进剂进行了燃烧和氧化反应,扩散区域温度上升,大气稳定度降低,实际浓度更大。

氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散过程影响的数值模拟研究

针对液体推进剂偏二甲肼与空气中氧气的反应对其泄漏扩散过程的影响进行数值模拟研究。以偏二甲肼长贮库房为研究区域,分别对不考虑氧化反应和考虑氧化反应的库房内偏二甲肼气体泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究库房内偏二甲肼浓度的分布规律,并分析自发氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散的浓度分布和温度分布的影响。结果表明:偏二甲肼与氧气自发发生的氧化反应对库房内的流场有显著影响,在库房内偏二甲肼泄漏扩散600s后,氧化反应导致泄漏源上方0~1.2m区域温度上升12K,偏二甲肼浓度为未考虑氧化反应条件下的8倍左右。

发射场地面设备全寿命分段方法研究

为提高发射场地面系统概率安全评估(PSA)工作的准确性,克服设备小子样和数据缺失带来的困难,考虑到设备故障随使用时间的不均匀分布问题,开发一个基于数据特点的设备全寿命使用阶段划分方法。首先,分析设备在全寿命运行过程中的数据累计变化特点,并根据数据多源性划分设备的3个不同使用阶段;其次,分别利用蒙特卡罗模拟法和服从寿命分布的函数,确定设备在3个使用阶段的2个分段时间点处的可靠度计算方法;最后,以发射场常规加注泵为例验证该分段方法有效性。研究结果表明:加注泵运行前中期分段点为31 h,对应可靠度为0.996 5;中后期分段点为132 h,对应可靠度为0.979 8。

长贮库房内偏二甲肼扩散浓度快速估算方法

为快速获取判断偏二甲肼(UDMH)长贮库房内泄漏位置所需的关键信息,基于数值模拟方法研究储罐、壁面和通风状态等对长贮库房内UDMH蒸气扩散规律的影响,进而修正理想气体扩散公式中的扩散参数,使其适用于长贮库房内特殊布局和状态条件下UDMH扩散浓度分布的快速估算,并分析不同泄漏位置下该计算公式的误差。结果表明:泄漏位置与储罐之间的相对位置对当地扩散参数影响较大,使得储罐附近快速估算浓度误差相对较大,但储罐之间的平均误差不超过10%。

扰流板结构参数对冲击波衰减特性影响的仿真分析

在坑道内设置扰流板是加速爆炸冲击波衰减的有效方法。为探究扰流板结构参数对冲击波衰减特性的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行仿真研究。基于流固耦合算法,建立Schardin实验等比模型,所得仿真结果与实验结果具有良好的一致性,验证了仿真模型的有效性。以某发射井坑道为研究对象,在矩形扰流板宽度一定的情况下,研究了扰流板厚度、倾角及间距对冲击波衰减规律的影响。结果表明:保持其他参数不变,随着扰流板厚度增加,冲击波超压衰减越来越明显;扰流板厚度为40cm时,倾角为105°、间距为6m最有利于冲击波衰减。研究结果可以为坑道防护设计提供有价值的参考。

细长体构型飞行试验模型振动试验

利用地面振动试验系统对高超声速飞行细长体试验模型进行振动试验,试验系统能够按照要求的振动条件进行较为准确的、系统的动态模拟。试验结果表明:在轴向、横向的A组和C组振动环境条件下,试验模型结构和弹载设备均能可靠工作。通过振动试验,考核了高超声速飞行细长体试验模型设计和弹载设备的环境适应性,得到试验模型的动态响应特性,为试验模型动态仿真和设备振动环境特性分析提供了试验数据,为飞行试验模型在不同振动条件下的安全设计提供了有效的试验方法。

间歇泉现象研究对低温推进剂加注系统的启示

通过对国内外研究现状的归纳与分析,介绍了关于间歇泉研究的进展和成果,并对抑制间歇泉方法进行了对比分析,阐述了各种方法适用于低温加注系统可行性,并提出了开展低温加注系统间歇泉研究的思路,为低温加注间歇泉危害性分析以及加注系统设计等方面的研究提供了理论支撑,为以后的研究奠定了基础。

低温推进剂泄漏扩散的危险性分析

液氢/液氧双组元推进剂是我国新一代运载火箭首选的一组低温推进剂。通过对两种低温推进剂的物化特性进行阐述,结合航天发射场的实际应用情况,分析了该组低温推进剂泄漏扩散的危险性,提出了安全预防措施,能够有效提高低温推进剂的使用安全。