液体火箭发动机热试车启动中导流锥对燃气管路流动特性影响研究

双推力室液体火箭发动机启动过程中,若出现两支管流量分配不均等现象,极易引起点火失败,造成重大损失。因此,燃气管路分叉处内部流动特性和在分叉处布置导流锥对改善流动特性影响的研究具有重要意义。本文针对某双推力室液体火箭发动机热试车启动过程中的燃气管路,以试验数据作为边界条件,开展了瞬态流动数值仿真研究。结果表明,火箭发动机热试车启动过程中,燃气管路流动呈现出4个典型阶段,分别为点火前的平稳期、点火后的一次上升期、下降期和二次上升期。在启动过程中,无导流锥时,导流罩进口存在预旋回流区、一侧出口存在滞止回流区,导流罩与燃气支管衔接处内侧存在转弯回流区,三者相互作用是造成两支管间压力分布不对称及出口质量流量分配不平衡的主要原因;有导流锥时,预旋回流区被导流锥约束而缩小,滞止回流区消失。有导流锥与无导流锥时相比,在启动过程中约0.2 s与0.6 s时刻,两支管对称测点压差均值分别降低约80.0%与80.0%,两支管出口质量流量差值分别降低约55.0%与80.8%。导流锥有效改善了流动特性,使得两支管压力分布的对称性提高,流量分配平衡性增强。导流锥对双推力室液体火箭发动机稳定性提高有重要作用。

大推力液体火箭发动机启动冲击响应特性研究

大推力液体火箭发动机结构对启动冲击环境的适应性对于发动机自身及火箭的可靠性与安全性均有重大影响。提出了精细化、系统性的发动机三维动力学建模技术,建立了组/部件及整机模型,采用元素型模型修正方法和模态测试数据对数学模型进行修正,获得准确的发动机结构动力学模型;基于冲击动力学理论,提出了研究发动机启动冲击力学环境效应的非线性瞬态动力学分析方法,仿真研究了结构对瞬态、强载荷冲击激励的动力响应规律。研究结果表明,预示前四阶模态与试验结果的一致性较好,模型的准确性满足冲击动力学分析要求;振动监测点的响应预测数据与试验测量值基本吻合,验证了启动冲击作用下结构瞬变过程分析方法的有效性;发动机的动态位移满足结构总体干涉和运动包络要求,掌握了发动机结构的薄弱环节在发动机氧化剂入口管的固定支板处,通过抗冲击结构改进设计成功地解决了该问题,提高了发动机结构的抗冲击能力和可靠性;文中的建模技术及冲击动力学分析方法为发动机结构精准动力学预示及试验提供了技术途径。

基于Petri网的液体火箭发动机启动过程实时在线故障诊断方法

为了解决大型运载火箭液体发动机启动过程难以建立精确解析模型和难以实现实时在线故障诊断的问题,根据其启动过程的特点,设计了基于定时约束Petri网的故障诊断模型和诊断算法,在MATLAB中建立Simulink仿真模型和GUI仿真界面,验证了模型和算法的正确性和有效性.

液体火箭发动机启动冲击特性研究

将小波分析法运用于液体火箭发动机启动冲击信号的分析处理中。小波分析在时域和频域上同时具有良好的局部化性质,可以对指定频带和时段内的信号成分进行任意尺度的分析,从而可以聚焦到对象的任意细节,特别适合分析不同启动冲击信号之间细小的时序和频率成分差异。通过对启动冲击信号时间—能量谱、频率—能量谱、时间—频率—能量谱的多视角聚焦分析,发现不同信号之间的细小时序和频率差别,分析可能的影响因素。为液体火箭发动机启动过程的故障诊断提供参考依据。

利用关联规则检测液体火箭发动机启动关机过程的故障

提出了一种基于关联规则的故障检测方法,根据发生故障时相应参数之间的关联关系是否有效来判断是否故障。对液体火箭发动机的启动过程试车数据进行挖掘的应用实例表明,该方法能够有效地挖掘参数之间的关联关系,有效地检测出液体火箭发动机启动过程中的故障。

基于AMESim平台的氢氧火箭发动机启动过程仿真研究

根据模块化建模仿真的思想,采用AMESim软件中的二次开发平台AMESet开发了氢氧火箭发动机动态仿真模型库,建立了氢氧火箭发动机启动过程动态仿真模型。使用该模型对某型氢氧火箭发动机进行启动仿真,仿真结果表明:仿真结果与实际试车数据符合得很好,验证了该模型的准确性。

火箭返回制导动力着陆段的自适应启动方法

针对重复使用火箭垂直返回着陆问题,提出了一种燃料最优的动力着陆段自适应启动方法。首先,将燃料最优启动点对应的动力着陆轨迹的推力剖面和攻角剖面描述为解析的形式,该解析形式中攻角剖面由状态量唯一确定,推力剖面仅含一个待定参数。随后,通过预测具有上述解析剖面形式的轨迹判断是否启动动力着陆。计算中引入松弛终端位置约束的策略求解推力剖面待定参数,由终端位置约束判断是否满足燃料最优启动条件。上述策略将燃料最优启动条件的判断问题简化为单一变量求解问题,实现了该问题的快速求解。仿真结果表明,该方法得到的启动点与数值优化方法得到的燃料最优启动点接近,且求解过程稳定、计算效率高。

利用STEAM理念助推小学科学课堂教学——以“像火箭那样驱动小车”一课为例

在传统小学科学教学中,教师往往侧重于知识概念的传授,而忽视了科学教学对学生思维能力发展的作用,更忽略了知识能力与现实生活的联系,造成学生的问题解决能力无法得到有效提高,社会实践能力也无法得到进一步发展。为此,应从课堂形式、实际应用、能力提升、思维发展等多个方面探寻STEAM教学的优势,并将STEAM理念运用于小学科学课堂教学,以丰富其教学方式,提高学生的核心素养。

液体火箭发动机涡轮泵系统多次启动的试验研究

为研制空间或高超声速机动飞行器的高空或空间多次点火启动工作推进系统,根据确定的推进系统主要技术要求,对长征火箭上面级发动机涡轮泵系统作适应性改进,进行了多次启动试验。试验结果表明,系统各次启动、稳态工作和关机正常,性能稳定,无漏液和漏水,试验参数匹配协调,并与理论分析结果一致。本文的改进方案可行。

运载火箭增压输送系统启动过程的数字仿真研究

应用现代计算机仿真技术，在大量发动机试车数据和长征火箭各型号飞行遥测数据等的分析、统计基础上，建立新的增压输送系统启动过程的数学模型，进行了数字仿真研究。计算结果与各型号的飞行遥测相一致，大大减少了理论计算的误差，提高了增压计算的精确度，具有实际的意义。

火箭原理做小车（教师指导）

随着“神舟六号”飞船的成功发射，越来越多的人对航天科技产生了兴趣，反冲实验也成为了解火箭发射原理的一个重要铺垫。组织学生制作简易小车，进行小车比赛，探究反冲现象，既可以使学生初步了解化学反应和反冲原理，还可以提高学生的动手操作能力。

火箭原理做小车（小学六年级）

火箭可以升入太空，是因为火箭储存的燃料燃烧时会产生大量气体，高压气体向后喷出的同时产生反冲作用的结果。利用同样的原理，我们可以制作反冲小车。

像火箭那样驱动小车——气球驱动小车实验探究教学实录

一、教学目标1.通过参与气球驱动小车的实验,在实验变量的控制中,发现让气球小车运动距离更远的方法,收集相关实验证据;2.通过交流分享,建立力与物体运动有关的认识,逐渐明晰反冲力的特点,形成动量守恒的初步认识;3.通过相互质疑,建立证据意识,明白证据的出示是解决质疑最好的办法;4.通过经历实验—修改设计—再实验—成功的过程,体会科学探究的不易、曲折与乐趣。

嬗变--《像火箭那样驱动小车》一课的教学探索

我对《像火箭那样驱动小车》一课进行的教学探索。也经历了学生在教师手把手的指导下按部就班的开展科学探究，到放手让学生自主开展较长时间科学探究的改变过程，这不仅仅是一堂课的改变，更是教学理念的转变、师生地位的转变、学生探究方式的转变，对提升学生的科学素养其意义是举足轻重的，我把它称为“嬗变”。我仅以嬗变后以学生为主体的科学课堂展现给大家。

富氧补燃循环发动机启动过程

启动过程是液体火箭发动机研制中的重点和难点,解决大推力补燃循环发动机启动问题的主要措施应为:通过控制预燃室的燃料流量以有效地将预燃室的组元比控制在合理的范围内,并可以控制发动机的启动速率;燃烧室点火时预燃室应有较高的压力,同时应通过推力室燃料路的节流来减小燃烧室压力的上升速率;对于自身启动发动机,较高的入口压力有利于发动机启动。这些措施解决了富氧补燃循环发动机的启动问题,可供同类发动机的研制借鉴。

挤压式液体火箭发动机水击特性研究

以某四氧化二氮/偏二甲肼挤压式液体火箭发动机为研究对象,建立了包括液路动力学模型、充填动力学模型和气路动力学模型的发动机系统启动过程动态数学模型。仿真计算了发动机系统启动过程中不同节流孔位置和大小时的水击峰压。分析表明,在靠近阀门处设置节流孔可明显减小水击峰压,对氧化剂管路的作用较燃料管路更明显;较小的节流孔利于降低水击峰压,但尺寸须合适,否则会因推进剂流量下降而在节流孔处形成发射。

液体火箭发动机热试车的实验研究

为了考核贮存××年的液体火箭发动机的性能 ,进行了液体火箭发动机热试车的研究 .实验采用了NEFF62 0实时全数字采集系统 ,得到了在启动段、平稳段、关机段燃烧室的压力、推力、推进剂流量及压调器、稳定器出口压力等主要参数随时间变化的曲线 .对实验结果分析表明 :3次热试车数据在启动段都具有很好的一致性 ,贮存××年后的发动机仍具有良好的启动特性 ;关机段各参数的特征变化曲线非常接近 ,各参数在得到予令关机信号后都能迅速转入末级工作状态 ,并存在明显的“平台”效应 ,仍然具有良好的运载精度 ;压调器和稳定器都具有很好的调节性能 ,能满足发动机正常工作状态下的要求 .得出的结论对发动机的性能考核、设计。

考虑燃烧过程的航天器液体火箭发动机动态特性分析

研究了考虑惯性等因素的集液腔充填过程以及考虑喷雾燃烧的发动机动态特性数学模型的建立,结合发动机的喷雾燃烧过程以及燃烧室的集中参数模型,分析了航天器用双组元(一甲基肼/四氧化二氮)液体火箭发动机推力室的脉冲工作特性、启动特性以及关机特性。

基于SPCE061A单片机的音控智能机器人小车设计

本文阐述了基于SPCE061A单片机开发设计的音控智能机器人小车。小车采用无线通信技术进行远程语音控制,根据经训练的语音命令对小车的启动、停止和小车的行驶状态进行控制。