雷伞系统稳定特性及控制技术研究

随着火箭助飞鱼雷入水速度越来越高,鱼雷入水安全性对入水姿态变化越来越敏感,而在雷伞系统降落过程中,极易出现圆锥摆运动,导致鱼雷入水时攻角过大,巨大的击水载荷会使鱼雷结构发生破坏。为提高鱼雷入水安全性,需采取一定的稳定控制措施,有效减小鱼雷入水前攻角。文章结合雷伞系统多体运动仿真模型和基于脉冲姿控发动机的姿态控制策略开展雷伞系统姿态控制技术研究,对鱼雷入水前的雷伞弹道和带伞姿控过程进行了仿真,仿真结果表明,当降落伞锥摆频率与鱼雷摆动频率接近时鱼雷才会出现明显的锥摆运动,而通过引入姿控过程破坏鱼雷自身锥摆频率可以显著减小降落伞锥摆对鱼雷的影响,使得在一定条件下带伞姿控可以取得很好的姿态控制效果。

真空羽流场的 N-S 和 DSMC 耦合数值模拟

根据调姿发动机真空羽流场的特点，采用差分求解Ｎ－Ｓ方程数值模拟喷管内流场，用ＤＳＭＣ方法数值模拟喷管外羽流场，得到了符合流动规律的数值模拟结果。为姿控发动机喷管设计提供了参考，并为真空羽流污染研究打下了良好的基础。

小推力姿控轨控火箭发动机材料技术研究现状

概述了国内外小推力姿控轨控液体火箭发动机新材料的研究和应用进展。姿控轨控液体火箭发动机推力室已从高性能铌/硅化物材料体系向复合材料推力室技术发展,研制耐高温性能更好的新型材料体系和高温抗氧化涂层以及将他们应用于推力室身部的工艺研究是提高姿控轨控液体火箭发动机技术水平的有效途径。

轻型动能拦截器固体控制发动机方案分析

对国外轻型动能杀伤飞行器（ＫＫＶ）采用固体燃气发生器作动力的控制发动机方案进行了分析，比较了变流率燃气发生器、装药设计和脉宽调制变推力执行机构方案等，提出了适合国内技术条件的可行方案，并讨论了有关技术问题。

单组元发动机热回浸现象的理论分析

用有限元法数值分析了通讯卫星上用于姿态和轨道控制的单组元发动机的热回浸现象。计算表明,燃烧室工作后的热量主要是通过支撑圆杆的热回浸和辐射而散失的。所得模拟结果还说明,工程设计中采用毛细管输送燃料,确实能有效地阻止发动机工作后燃烧室中的热量通过输料管传到电磁阀,可充分保证电磁间的安全。

用Simons法计算真空羽流

姿态控制发动机真空环境下工作产生的羽流对航天器造成的影响非常明显。用Simons法对真空羽流流场进行了解析计算,包括等熵核心区和边界层膨胀区的计算,得到了符合流动规律的结果。这是一种快速计算真空羽流场物理参数分布的方法。工作对卫星、飞船和空间站上的姿态控制发动机的工程设计和科学实验具有参考价值。

空间飞行器姿控发动机布局方式的优选

在液体推进剂动力系统质量模型的基础上,针对采用双组元推进剂姿控发动机的空间飞行器,在总有效控制冲量和有效冲量矩一定的条件下,提出了优选动力系统总质量最轻的姿控发动机布局方案的一种途径。

双组元发动机燃烧室瞬态工作过程仿真

为真实模拟双组元姿控发动机燃烧室的瞬态工作过程,耦合考虑了自燃点火与喷雾燃烧过程,提出了适合于准一维计算的求解燃烧室气体参数的新方法,发展了可反映集液腔填充和排空过程影响的喷注质量子模型,建立了分析双组元姿控发动机燃烧室瞬态工作过程的准一维模型。利用此仿真模型分析了EADS 10N姿控发动机燃烧室的单脉冲和多脉冲工作过程,得到了真空推力、液滴位置分布和总冲等结果,并与文献中的试验结果进行了比较分析。表明仿真结果与试验结果一致性较好。

自增压系统在轨姿控动力系统中的应用

自增压轨姿控动力系统结合了涡轮泵压式火箭发动机的高性能、轻质量和挤压式推进系统的可重复启动能力。降低贮箱压力和减少惰性气体用量的同时,通过采用紧凑的高压推力室减少了其他组件的结构尺寸和重量。介绍了自增压系统在轨姿控动力系统的应用优势、技术特点、工作原理和目前的技术发展情况,分析了相应的关键技术,并基于目前技术基础,展望了发展的必要性和技术策略及途径。

一种新概念固体姿控发动机简介

简要介绍了目前卫星姿控发动机的应用现状及发展趋势 ,提出了一种以光化学分解为基础的工作过程可控的固体姿控发动机新概念。

姿控发动机推力测量系统的动态建模与补偿

在姿控发动机的瞬态推力测量中,推力测量系统的动态特性是影响推力准确测量的一个至关重要的因素。根据姿控发动机推力测量的特点,针对某型号姿控发动机设计了专用的试车台架,采用了动态标定、动态补偿和计算机仿真有机结合的方法,对推力测量系统动态特性的改善进行了研究。仿真结果表明,此方法在改善推力测量系统动态性能方面是行之有效的,可将其进一步推广到其它动态测量系统。

真空羽流逆流污染的理论计算

针对普遍关注的羽流逆流污染问题,讨论了喷管出口背部位置受到的回流分子撞击热污染和分子沉积问题,从分子运动论和统计力学出发编制了计算程序,对不同的算例进行了计算,得到符合规律的结果,为火箭发动机设计和科学试验提供了理论依据。

空间姿控、末修级发动机系统动态特性分析

对以脉冲方式工作的空间姿控、末修用液体火箭发动机系统的动态特性进行数值仿真分析,并与热试车实验数据进行了比较,还讨论了多推力室动力系统在不同数量、不同类型推力室点火工作时推力响应的特点。

基于FIG-SVR的姿控发动机推力校准斜率预测

为了对某型号姿控发动机高空模拟试验推力现场校准斜率进行趋势预测,提出了一种模糊信息粒化(fuzzy information granulation,FIG)和支持向量回归机(support vector regression,SVR)相结合的时间序列预测方法。借助模糊信息粒化方法将推力现场校准的斜率映射为包含区间最小值Low、中值R和最大值Up 3个参数的模糊信息粒,以降低样本的维数,并以其为输入构建SVR回归模型。预测结果表明,基于模糊信息粒化SVR确定的预测区间较好地反映了推力现场校准斜率的变化趋势。

姿控发动机稳态故障效应分析

在考虑了实际试车过程中已出现过或可能出现的故障的基础上，建立了恒庆挤压式双组元姿态控制发动机系统的稳志故障模型，并利用梯度法对该模型进行了求解。在此基础上进行了几种典型故障的仿真，分析了它们所产生的效应，识别出这些故障的模式。最后给出了用于分离和监测故障的关键参数。

长二丁运载火箭二级姿控发动机热控设计及其试验验证

根据长二丁运载火箭姿控发动机的热环境条件和系统对各组件的温控要求,初步制定了姿控发动机主要组件的热防护设计方案。以贮箱和电磁阀为主要热分析对象,用I-DEAS软件建立有限元模型,通过数值仿真计算获得各组件不同时间的温度。计算结果与贮箱和机组组件的地面模拟热辐射环境的热流试验数据进行比较,对设计作改进。最终给出了满足系统设计要求的二级姿控发动机热设计方案。

双组元变推力火箭发动机喷注器改进设计

液体双组元变推力火箭发动机单针阀喷注器,具有快速响应等明显优势,但同时存在组元比偏差过大和关机不可靠两个固有缺点.本文在分析研究其流量特性的基础上,对单针阀喷注器进行了改进设计,提出了双针阀方案,克服了上述两个缺点.

轨姿控液体火箭发动机水击仿真模拟

以轨姿控液体火箭发动机为研究对象,根据模块化思想,利用AMESim建立了仿真平台,仿真计算了发动机系统工作中管路的水击压力。结果表明:轨控发动机的工作是引起大水击的主要因素。通过与理论计算和试验数据的对比表明,仿真模型较好地描述了管路水击的生成过程。介绍了减小系统水击量的措施。

姿控发动机高空羽流撞击效应的DSMC方法研究

分析了姿控发动机高空羽流撞击效应的特点，应用ＤＳＭＣ方法数值求解了由于高空羽流撞击流场中的表面而产生的力及热效应，并与工程估算方法进行了比较。结果表明：ＤＳＭＣ方法能够精确描述羽流撞击表面所产生的力及热效应，工程估算方法的应用则具有较大的局限性。

双组元微型变轨发动机

介绍了本所研制的微型变轨发动机，其主要技术特点是双组元差动式电磁阀、层板喷注器、Ｃ／Ｃ推力室以及喷注器与推力室的焊接联接。试车表明，该发动机性能稳定、工作可靠，满足设计要求。