液体火箭压差控制交叉输送特性研究

为提高火箭总体运载性能,利用AMEsim软件研究液体火箭交叉输送系统的动态特性,采用模块化思想,通过增压、贮箱、管路输送系统等功能模块,构建了基于AMEsim软件的交叉输送流体网络系统,并采用实验数据对压力和流量进行有效性验证;通过模拟推进剂压差控制模式下在网路系统中的流动特性,得到了交叉输送过程中管路内压力的变化特性;为保证芯级贮箱出流量最小,分析了对芯级贮箱临界压力的影响因素,得到其关于初始加注量、体积流量、飞行过载的关系。结果表明:临界压力值与助推级初始加注量、飞行过载成反比,与体积流量成正比;在临界压力下,助推级初始加注量对水击压力无显著影响;随着体积流量的增加,芯级管路水击压力逐渐减小,助推级水击压力则逐渐增加;飞行过载增大时,芯级与助推级水击压力均呈增高趋势。

低温推进剂交叉输送管路流场特性仿真研究

为分析在双隔离阀关阀过程中不同管路布置对芯级侧隔离阀后的流场产生的波动问题,利用Flow simulation软件模拟分析了阀门间距、阀门口径以及阀门压差对介质为液氧的交叉输送管路流场特性的影响。结果表明:使用双蝶阀的输送管路的阀门间距对芯级侧管路基本没有影响,并且其关阀角度较小时的调节能力要强于其在较大关阀角度的调节能力;当其他条件相同,随着阀门口径的增大,芯级侧隔离阀后流量变化有显著差异;此外,在给定交叉输送管路几何尺寸大小的情况下,压差变化时,管路流场参数的控制策略需要进行相应调整。

液体运载火箭交叉输送总体参数研究

交叉输送是指飞行中将一个贮箱内推进剂输送到另一个贮箱内的技术,它能提高液体捆绑火箭运载能力和可靠性。以某重型火箭为对象,对交叉输送总体参数进行了研究,包括运载能力贡献、输送能源、增压、出流参数以及晃动特性。研究表明:助推-芯级宜采用重力输送方式,此时助推-助推贮箱间推进剂晃动周期约30 s,初始液位差将缓慢地达到平衡,对火箭总体运动无影响。

低温推进剂交叉输送管路关键技术研究进展

低温推进剂交叉输送(CPCF)技术是实现低温火箭动力冗余能力的关键技术之一,能够实现芯级和助推级推进剂的合理利用。该技术的核心部件是芯级和助推级之间的交叉输送管路,主要包括用于切断推进剂流动的隔离阀和管路连接分离装置。为了梳理CPCF核心部件的关键技术,首先对CPCF技术的基本运行原理和发展现状进行了简要阐述;其次对交叉输送管路存在的难点问题进行了归纳总结,主要涉及管路的低温密封、低温推进剂管理以及管路连接分离;最后借鉴相近领域的技术为CPCF技术的研制提供参考。本文对将来CPCF技术的应用具有一定的指导意义。

推进剂交叉输送技术综述及概念研究

介绍了液体运载火箭推进剂交叉输送技术的分类及概念。对国外常用的推进剂交叉输送技术方案进行了对比,分析了其技术优势及应用前景。阐明了推进剂交叉输送技术应用的关键技术。分析认为推进剂交叉输送系统能够显著提高运载火箭的运载能力,并能够实现动力系统冗余。

新一代运载火箭增压输送系统交叉输送技术研究

介绍了液体运载火箭和航天飞行器推进剂交叉输送技术的概念。分析了贮箱间和管路间两种交叉输送系统的原理和工作特点,以及国外如美国第二代航天飞机、三级并联火箭飞行器、宇宙神运载火箭,以及欧空局阿里安4LP运载火箭采用的交叉输送技术。阐明了交叉输送连接器和交叉增压等关键技术。对所研制的蝶型活门进行的气动螺栓分离和气动分离,以及以水为介质的交叉输送系统小比例系统试验结果表明,两种分离方案均能实现可靠分离,系统工作正常。推进剂交叉输送技术可用于改善捆绑式运载火箭和航天飞机的布局和性能。

运载火箭交叉输送系统关键影响因素辨识与分析

为深入了解交叉输送系统特性,辨识关键影响因素及其影响规律,通过系统建模与仿真分析开展交叉输送系统关键影响因素研究。推导了交叉输送系统关键组件数学模型,基于AMESim软件构建了系统仿真模型。研究表明,贮箱气枕压差和输送管路流阻是两大关键影响因素。为保证推进剂按额定流量交叉输送,必须对各子级箱压进行精确调节。由于助推上游主管路和交叉输送管路流阻对系统性能影响较大,在设计交叉输送系统时应该尽量缩短助推上游主管路和交叉输送管路,并尽量减小不同助推的管路流阻偏差。

运载火箭推进剂交叉输送系统控制方法仿真研究

利用AMESim软件建立级间多贮箱并联的交叉输送系统仿真模型,利用交叉输送地面试验数据对模型进行修正,开展了2种控制方法的仿真计算,验证了采用截止阀控制和压力差控制:2种方法的可行性。研究表明:贮箱气枕压力和交叉管路流阻是影响推进剂交叉输送的重要因素;截止阀控制方案中贮箱压力的设计需重点满足芯级发动机最低泵入口压力条件,压力差控制方案中需综合考虑满足最低泵入口压力条件和维持芯级液位稳定的要求来设计贮箱压力;截止阀控制方案所需的助推贮箱压力较小、芯级液位控制难度更小,其性能更优。

适应发动机故障的推进剂交叉输送系统工作特性研究

为研究多子级并联的液体运载火箭推进剂交叉输送系统在发动机故障工况下的工作特性,验证交叉输送技术解决故障子级的推进剂剩余问题的效果,采用仿真分析与试验验证结合的方法,研究了2种典型的发动机故障工况。结果表明:建立的交叉输送系统仿真模型能够较好地模拟系统的真实状态,拓展了交叉输送技术研究途径;采用交叉增压方案的交叉输送系统能够较好地应对典型发动机故障工况,通过将故障助推器的剩余推进剂输送给其他子级的发动机使用,保持了不同助推器总消耗量基本一致,解决了发动机异常关机导致的推进剂剩余问题。

运载火箭推进剂交叉输送技术收效分析

本文结合弹道优化,提出了估算和优化二级半构型运载火箭在不同发射模式和发射弹道下的近地轨道(low Earth orbit,LEO)最大运载能力的简单方法,并以长征七号为例进行了数值计算,分析了使用推进剂交叉输送技术发射时的具体收效和最优弹道特点。数值计算表明:长征七号使用交叉输送技术发射时LEO最大运载能力能够比传统发射模式提高3 t(约20%),同时降低发射过程中的最大轴向加速度近50%。该类型运载火箭采用推进剂交叉输送技术可以大幅提高运载能力。

交叉侧卸刮板输送机犁煤板优化改进

针对某矿交叉侧卸刮板输送机刮板弯曲、断裂等损坏情况,对井下现场观察分析产生原因,并通过故障处理,提出了犁煤板优化改进方案,取得了良好效果,确保了设备安全运行.此研究对提高设备性能、减少设备故障率具有借鉴意义.

基于动力冗余的液体火箭动力系统频率特性分析

液体火箭在发射过程中,恶劣的动力学环境常常会引起发动机推力下降或提前关机等工作故障,引入动力冗余技术可以保证发动机故障后仍有足够动力保证火箭正常飞行,从而大幅度地提高系统的可靠性。针对动力冗余技术而提出的液体捆绑火箭推进剂交叉输送问题,以三种工作模式:芯级火箭与助推器独立工作(Mode 1);一台助推发动机故障,该助推器将多余推进剂供给芯级发动机(Mode2);为使助推器提前分离,所有发动机均由助推器供给推进剂(Mode 3)为研究对象,利用有限元技术分别建立三种工作模式下液体火箭动力系统的动力学模型。利用数值方法进行的频率特性分析表明,动力系统每组相似频率在Mode 1模式下的分布较为集中,而在其他两种模式下的分布则较为分散。此外,比较三种工作模式下蓄压器能量值的变频效果发现,Mode 1模式的变频效果最好,而Mode 3的效果最差。

分拣导入物料的投影尺寸及近似体积测量计算方法

分析了目前自动化物流分拣输送系统在物料导入输送环节的工艺特点和设备控制现状,并结合应用光电检测、工业可编程控制等技术,针对水平交叉带分拣输送机应用场景,对其中物料导入控制环节所面临的物料外形尺寸测量和计算问题,提出了基于物料轮廓最大值检测、尺寸特征捕捉、长宽比关系判断等要素来对物料投影尺寸进行测量的计算方法,具有数据采集实时、程序编写简单、运算量少等特点;同时基于对导入输送的物料进行横向、纵向的截面段断层扫描测量并累加计算,以较低的器件成本及较少的控制器程序运算量,实现对物料体积的近似测量计算,是一种较为经济和可取的控制计算方法。