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单组元发动机——能量自给机器人的新型动力源
被引量:
1
1
作者
夏必忠
汪劲松
+1 位作者
谢海波
杨华勇
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期155-162,共8页
供能问题是目前制约能量自给机器人广泛应用和进一步发展的关键技术之一。在对能量自给机器人常规储能动力装置进行比较分析的基础上,阐述了单组元推进剂及单组元发动机的基本概念、释能方式和工作特点,并推导出单组元燃料做功能力的基...
供能问题是目前制约能量自给机器人广泛应用和进一步发展的关键技术之一。在对能量自给机器人常规储能动力装置进行比较分析的基础上,阐述了单组元推进剂及单组元发动机的基本概念、释能方式和工作特点,并推导出单组元燃料做功能力的基本特征参数。随后,根据能量自给机器人动作行为的不同,综述了国内外正在开展的不同类型单组元发动机的工作原理和研究现状。结合前期开展的单组元发动机和内燃式液压自由活塞发动机的研究工作,指出了单组元发动机的深入研究所需解决的关键技术问题,认为单组元发动机是解决能量自给机器人供能问题的一种值得深入研究的新型动力源。
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关键词
单组元发动机
能量自给机器人
动力装置
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职称材料
HAN基无毒单组元发动机热控研究
被引量:
4
2
作者
刘海娃
胡承云
叶胜
《火箭推进》
CAS
2020年第4期38-45,共8页
为使某HAN基无毒单组元发动机正常工作,需采用一种高效的热控方式,保证点火前其催化床温度在200℃之上(远高于传统单组元发动机的点火温度)。以该HAN基发动机为研究对象,在制定的热控方案基础上,建立有限元模型,采用I-DEAS/TMG软件对该...
为使某HAN基无毒单组元发动机正常工作,需采用一种高效的热控方式,保证点火前其催化床温度在200℃之上(远高于传统单组元发动机的点火温度)。以该HAN基发动机为研究对象,在制定的热控方案基础上,建立有限元模型,采用I-DEAS/TMG软件对该发动机各部件温度进行计算,之后按照产品状态进行发动机真空热试验,获取发动机重点部位的温度数据。结果表明:除前床后部外,其余位置温度测点的热分析和试验温度误差均小于4℃,认为两者吻合较好,有限元模型可用于之后的在轨温度预示等工作;该HAN基发动机身部采用安装一种新型铠装加热丝组件,而后覆盖不锈钢箔的热控方式,结合支架的镂空结构设计,满足发动机工作的温度要求。
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关键词
HAN基
无毒
单组元发动机
热控
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职称材料
新研制的5N肼单组元发动机
被引量:
1
3
作者
陈全
《控制工程(北京)》
1997年第2期20-25,33,共6页
新研制的额定推力为5N的肼单组元发动机将要应用于新一代地球资源卫星上。本文主要介绍了它于1996年进行的历时四个半月的寿命试验的试验结果。在这次试验中,单台发动机的寿命记录是:5460次100℃~180℃温启动,累计脉冲数39万次(100ms脉...
新研制的额定推力为5N的肼单组元发动机将要应用于新一代地球资源卫星上。本文主要介绍了它于1996年进行的历时四个半月的寿命试验的试验结果。在这次试验中,单台发动机的寿命记录是:5460次100℃~180℃温启动,累计脉冲数39万次(100ms脉冲),工作时间19小时30分,耗肼量193kg。从发动机的表现看,它还有相当长的寿命潜力。这说明基于目前的设计和加工水平的5N发动机不仅能够满足该卫星的控制需要,而且有能力应用到更长寿命的卫星上。
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关键词
液体火箭
发动机
肼
单组元发动机
卫星控制
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职称材料
肼类单组元发动机冷起动过程温度敏感性研究
被引量:
1
4
作者
冀鹏
雷凡培
+1 位作者
梁树强
肖明杰
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第6期21-26,共6页
基于催化剂颗粒微孔通道流动-反应与经典时滞理论,建立反映冷起动延迟与分解过程平均效应的催化床模型。对某型单组元发动机冷起动过程开展数值试验,并通过地面试验和文献资料数据验证了数值仿真的正确性与有效性。结果表明,催化床和推...
基于催化剂颗粒微孔通道流动-反应与经典时滞理论,建立反映冷起动延迟与分解过程平均效应的催化床模型。对某型单组元发动机冷起动过程开展数值试验,并通过地面试验和文献资料数据验证了数值仿真的正确性与有效性。结果表明,催化床和推进剂的初始温度显著影响肼类单组元发动机的冷起动过程,冷起动压力峰与冷起动延迟时间呈现正相关,且都与初始温度近似指数变化关系。液体推进剂进入催化床后的蒸发过程是肼类单组元发动机在冷起动过程中的主导因素。相较于肼-70和无水肼,采用单推-3的单组元发动机具有更好的冷起动特性。
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关键词
单组元发动机
冷起动延迟
冷起动压力峰
初始温度
数值仿真
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职称材料
无毒单组元发动机技术研究
被引量:
3
5
作者
李小芳
《上海航天》
2001年第3期26-31,35,共7页
介绍了国内外几种无毒单组元发动机技术的研究背景及研究现状。列出了过氧化氢推进剂、羟基推进剂及硝酸肼基推进剂的一般物理、化学特性和主要性能。除比较了上述三种推进剂无毒单元发动机的工作原理及性能特点外 ,还在推进剂配方的确...
介绍了国内外几种无毒单组元发动机技术的研究背景及研究现状。列出了过氧化氢推进剂、羟基推进剂及硝酸肼基推进剂的一般物理、化学特性和主要性能。除比较了上述三种推进剂无毒单元发动机的工作原理及性能特点外 ,还在推进剂配方的确定、催化剂的选择及发动机结构设计准则等方面进行了初步的探讨 ,并对三种推进剂发动机的空间应用前景进行了评价。
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关键词
推进剂
毒性
推力器
单组元发动机
航天器
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职称材料
流阻对200N单推-3发动机热试车工作特性的影响
被引量:
1
6
作者
张阿莉
刘国西
+5 位作者
张涛
宋飞
高永
方忠坚
林倩
宇文雷
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期186-194,共9页
管道及阀门内部流阻会显著影响发动机工作性能。为探究不同管路流阻大小下200N单推-3发动机工作特性,开展了光管和波纹管两种管路200N发动机热试车试验研究。结果表明:大流阻工况喷前压下降约42.8%。热试车前后喷前压振荡剧烈,不利于发...
管道及阀门内部流阻会显著影响发动机工作性能。为探究不同管路流阻大小下200N单推-3发动机工作特性,开展了光管和波纹管两种管路200N发动机热试车试验研究。结果表明:大流阻工况喷前压下降约42.8%。热试车前后喷前压振荡剧烈,不利于发动机平稳工作。管路流阻显著影响脉冲燃压,小流阻脉冲燃压建立约2.5MPa,大流阻脉冲工作燃压建立约1MPa,远低于前者;管路流阻显著影响阀门启动特性,大流阻状态下,阀门启动时间(T_(80))约为小流阻状态的3.93~5.28倍,管路流阻对阀门电流影响很小;小流阻状态下脉冲冲量显著大于大流阻状态下的脉冲冲量,约为后者1.5~2.1倍。
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关键词
流阻
单组元发动机
200N
单推-3推进剂
热试车
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职称材料
卫星单组元肼发动机堵塞失效分析
被引量:
3
7
作者
刘瀛龙
付拓取
+1 位作者
陈君
陈健
《火箭推进》
CAS
2015年第5期67-71 94,共6页
某型单组元肼发动机在整星AIT阶段进行专项测试检查时发现产品无喷气。针对该问题进行了故障定位、试验检测和分析。分析结果表明,导致该故障的的原因是产品经历的环境在产品内部建立了缝隙腐蚀和电偶腐蚀的条件。在长期的腐蚀效应下,...
某型单组元肼发动机在整星AIT阶段进行专项测试检查时发现产品无喷气。针对该问题进行了故障定位、试验检测和分析。分析结果表明,导致该故障的的原因是产品经历的环境在产品内部建立了缝隙腐蚀和电偶腐蚀的条件。在长期的腐蚀效应下,生成的腐蚀产物将流体通道堵塞。
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关键词
单组
元
肼
发动机
缝隙腐蚀
电偶腐蚀
堵塞
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职称材料
硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机起动过程的模拟
被引量:
2
8
作者
孙得川
姚天亮
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期58-64,共7页
无毒单组元液体火箭发动机是空间推进的发展方向之一。针对硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机的起动过程,建立了零维模型、不考虑相变过程的仿真模型和考虑相变过程的仿真模型,并采用这些模型对60 N发动机进行了起动过程的模拟和对比分析...
无毒单组元液体火箭发动机是空间推进的发展方向之一。针对硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机的起动过程,建立了零维模型、不考虑相变过程的仿真模型和考虑相变过程的仿真模型,并采用这些模型对60 N发动机进行了起动过程的模拟和对比分析。计算结果显示,推力室升压过程历经快速的气体充填和较慢的催化室升温两个阶段。零维计算模型和不考虑相变的CFD方法计算得到的两个阶段时长基本一致,但第一阶段时间显著低于试验结果,第二阶段时长与试验结果符合。考虑推进剂相变过程的模型计算结果与试验结果符合较好。一维计算得到HAN基推进剂在进入催化床约4mm的长度内完全分解。升压第一阶段受催化分解影响很大,HAN基推进剂的分解反应速率低于肼的分解反应速率。
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关键词
硝酸羟胺
单组
元
液体火箭
发动机
起动
数值模拟
相变
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职称材料
HAN基无毒单组元1N发动机设计研究
被引量:
8
9
作者
刘川
赵峰
刘俊
《上海航天》
2016年第4期32-37,共6页
对硝酸羟胺(HAN)基单组元1N发动机的设计进行了研究。给出了发动机总体设计中喷注方式、催化床、支架、身部材料和控制阀等要点。介绍了发动机研制中突破的关键技术:采用3孔喷注器对流量进行均匀分配,提高发动机温起动次数,缩短响应时间...
对硝酸羟胺(HAN)基单组元1N发动机的设计进行了研究。给出了发动机总体设计中喷注方式、催化床、支架、身部材料和控制阀等要点。介绍了发动机研制中突破的关键技术:采用3孔喷注器对流量进行均匀分配,提高发动机温起动次数,缩短响应时间;催化床分隔为前床和后床,分别使用不同直径大小的催化剂,减小空腔,提高发动机性能;挡板和分隔板应用耐高温铂铑合金材料,提高发动机性能和寿命。高空模拟热试车表明:设计的HAN基1N发动机可实现平稳点火,并获取了发动机的稳态和脉冲工作性能。发动机研制已完成了模样阶段并转入初样阶段,并被国内快响小卫星采用。
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关键词
硝酸羟胺
单组
元
1N
发动机
喷注器
催化床
铂铑合金
高空热试车
温起动次数
空腔
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职称材料
高床载单组元肼发动机冷起动过程仿真研究
被引量:
1
10
作者
冀鹏
梁树强
+1 位作者
肖明杰
雷凡培
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第32期13992-13997,共6页
为了进一步提高飞行器的变轨稳定性,研究高床载单组元肼发动机的冷起动特性,采用模块化建模思想通过管路输送系统、推力装置等功能模块的数学模型,基于Mworks软件构建了基于冷起动延迟的单组元肼发动机仿真系统,并采用实验数据对冷起动...
为了进一步提高飞行器的变轨稳定性,研究高床载单组元肼发动机的冷起动特性,采用模块化建模思想通过管路输送系统、推力装置等功能模块的数学模型,基于Mworks软件构建了基于冷起动延迟的单组元肼发动机仿真系统,并采用实验数据对冷起动过程压力特性进行有效性验证。在保证发动机的稳态室压和冷起动加速性的情况下,分析了对高床载单组元发动机冷起动压力峰的影响因素,得到其关于毛细管长度、限流圈孔径等结构参数的关系。结果表明:贮箱压力的变化对冷起动过程的影响较小;增加毛细管长度会显著降低发动机的冷起动加速性;选取合适的限流圈孔径来减小瞬时流量是抑制冷起动压力峰较为合理有效的方式。
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关键词
单组
元
肼催化分解
发动机
冷起动过程
结构参数
数值模拟
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职称材料
无毒单元发动机催化燃烧过程可视化试验研究
被引量:
3
11
作者
刘俊
刘川
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2017年第3期45-48,共4页
无毒单元推进系统具有性能高,操作简单、爆炸风险低等特点,未来将全面替代肼类推进系统。深入研究无毒发动机催化燃烧过程,采用透明燃烧室对无毒单元发动机进行可视化研究,并与金属燃烧室试验结果进行比对,试验结果表明:在室压快速上升...
无毒单元推进系统具有性能高,操作简单、爆炸风险低等特点,未来将全面替代肼类推进系统。深入研究无毒发动机催化燃烧过程,采用透明燃烧室对无毒单元发动机进行可视化研究,并与金属燃烧室试验结果进行比对,试验结果表明:在室压快速上升阶段,推进剂快速反应处于前床,发动机效率很低;在室压平稳上升阶段,发动机的催化燃烧部位逐渐从前床向后床扩展,推进剂催化燃烧主要在催化床核心部位进行;随着发动机连续工作时间增加,发动机燃烧强度增加和燃烧效率提高。
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关键词
无毒推进剂
单组元发动机
透明燃烧室
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职称材料
C/SiC复合材料在高能HAN发动机上应用研究
被引量:
2
12
作者
刘俊
潘一力
+2 位作者
李伟
魏燕
李慧
《火箭推进》
CAS
2017年第5期63-68,86,共7页
针对高能硝酸羟胺(HAN)发动机特点,联合国防科技大学与贵研铂业股份有限公司研发了新型C/SiC复合材料身部,并进行地面试验。试验结果表明,C/SiC复合材料身部结构完好,表面HfO_2基环障涂层较完整,未出现显著开裂、剥落,涂层效果明显,保证...
针对高能硝酸羟胺(HAN)发动机特点,联合国防科技大学与贵研铂业股份有限公司研发了新型C/SiC复合材料身部,并进行地面试验。试验结果表明,C/SiC复合材料身部结构完好,表面HfO_2基环障涂层较完整,未出现显著开裂、剥落,涂层效果明显,保证了HAN单元发动机工作寿命。本研究为C/SiC身部在HAN单元发动机上工程化应用提供参考。
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关键词
无毒单
元
推进剂
单组元发动机
C/SIC复合材料
环境障涂层
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职称材料
肼基单组元火箭发动机的动态响应
13
作者
蒋耀东
徐全勇
+1 位作者
马玉林
程瑶
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第21期341-353,共13页
单组元火箭发动机是航天器姿态调整和轨道控制的重要元件。针对肼基单组元火箭发动机对入口流量变化形式的动态响应,建立发动机推力室内推进剂的流动、分解和传热仿真模型,并利用这些模型对发动机进行了3种不同推进剂供给方式(稳态式供...
单组元火箭发动机是航天器姿态调整和轨道控制的重要元件。针对肼基单组元火箭发动机对入口流量变化形式的动态响应,建立发动机推力室内推进剂的流动、分解和传热仿真模型,并利用这些模型对发动机进行了3种不同推进剂供给方式(稳态式供给、线性式供给和脉冲式供给)的数值模拟与计算分析。计算结果表明:发动机各点的温度会因位置差异而对入口流量的响应变化存在不同。压强、速度和推力对入口流量变化的响应非常迅速,三者在总体上的变化趋势与入口流量的变化趋势保持同步。速度和推力在稳态式供给和脉冲式供给中都存在高于起动阶段稳定值的尖峰,在稳态式供给中,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的8.6%和4.7%,在脉冲式供给中,第1次脉冲阶段,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的6.2%和3.0%,第2次脉冲阶段,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的9.3%和5.2%。
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关键词
肼
动态响应
推进剂供给
推力
单组
元
火箭
发动机
原文传递
新型硝酸羟铵类单组元推进剂的研制和试验
14
作者
禹天福
《火箭推进》
CAS
1999年第3期31-41,共11页
一组对环境有利的新型单组元推进剂已被确定用于取代无水肼。这组新型单组元推进剂是以硝酸羟铵([N^+H_3OH]NO_3^-)为主要成份的混合物,适合用于推力室和燃气发生器。与无水肼相比,硝酸羟铵混合物密度和比冲比较高,冰点比较低。这组推...
一组对环境有利的新型单组元推进剂已被确定用于取代无水肼。这组新型单组元推进剂是以硝酸羟铵([N^+H_3OH]NO_3^-)为主要成份的混合物,适合用于推力室和燃气发生器。与无水肼相比,硝酸羟铵混合物密度和比冲比较高,冰点比较低。这组推进剂比较安全,因而降低了地面使用维护成本。美国宇航局路易斯研究中心正在研究硝酸羟铵推进剂的配方,并且设计用于小卫星的发动机。采用试验推力室和模拟飞行状态的推力室,对不同配方的硝酸羟铵进行了热试。推力室的结构材料与无水肼推力室的材料完全一样,只是催化剂不同。硝酸羟铵推力室稳态和脉冲工作数据表明,硝酸羟铵推进剂完全可以取代无水肼和冷气推进剂,用于空间飞行器和其它航天任务上。本文综述了目前有关硝酸羟铵推力室设计规范、推力室研制的进展情况、稳态和脉冲工作试验结果。另外,从推动目前单组元发动机的技术水平出发,提出了在推力室研制过程中所面临的一些具有挑战性的问题。
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关键词
单组
元
推进剂
小推力
单组元发动机
硝酸羟铵
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职称材料
Ir(100)面上HAN催化分解反应机理
15
作者
胡旭
刘川
+1 位作者
王海丰
黄永民
《火箭推进》
CAS
2021年第4期79-86,共8页
为揭示单组元液体火箭发动机内硝酸羟胺(HAN)基推进剂的催化分解反应过程,采用从头算算法确定HAN及其缔合物结构,利用密度泛函方法对稳定的HAN双分子缔合结构在Ir(100)面上的初始催化分解反应机理开展研究。计算结果表明:HAN分子是由双...
为揭示单组元液体火箭发动机内硝酸羟胺(HAN)基推进剂的催化分解反应过程,采用从头算算法确定HAN及其缔合物结构,利用密度泛函方法对稳定的HAN双分子缔合结构在Ir(100)面上的初始催化分解反应机理开展研究。计算结果表明:HAN分子是由双点位氢键结合而成的,其缔合结构主要是依靠分子间的氢键作用而成的。HAN双分子缔合结构在Ir(100)面上共存在有3种吸附结构,其中通过O与Ir键合作用形成吸附结构较为稳定,吸附能分别为-1.64 eV和-2.15 eV,而氢键作用结合的吸附结构的吸附能仅为-1.12 eV。HAN双分子缔合结构在表面发生的分解反应为放热反应,双分子缔合结构中2个HAN分子的分解反应发生存在先后顺序,不同的吸附构型对应不同的分解产物。在羟胺吸附结构中,其分解产物为HAN、NO_(3)^(-)、OH和NH_(3),而在硝酸根吸附结构中,其分解产物为HAN、NH_(3)OH^(+)、O和NO_(2)。两种吸附构型下的分解能垒分别为12.68kcal/mol和11.30 kcal/mol,在催化分解反应过程中这两种分解反应会同时发生。
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关键词
单组
元
液体火箭
发动机
HAN基推进剂
双分子缔合
密度泛函理论
催化分解
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职称材料
题名
单组元发动机——能量自给机器人的新型动力源
被引量:
1
1
作者
夏必忠
汪劲松
谢海波
杨华勇
机构
清华大学深圳研究生院
浙江大学流体传动与控制国家重点实验室
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期155-162,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(50875150)
文摘
供能问题是目前制约能量自给机器人广泛应用和进一步发展的关键技术之一。在对能量自给机器人常规储能动力装置进行比较分析的基础上,阐述了单组元推进剂及单组元发动机的基本概念、释能方式和工作特点,并推导出单组元燃料做功能力的基本特征参数。随后,根据能量自给机器人动作行为的不同,综述了国内外正在开展的不同类型单组元发动机的工作原理和研究现状。结合前期开展的单组元发动机和内燃式液压自由活塞发动机的研究工作,指出了单组元发动机的深入研究所需解决的关键技术问题,认为单组元发动机是解决能量自给机器人供能问题的一种值得深入研究的新型动力源。
关键词
单组元发动机
能量自给机器人
动力装置
Keywords
Monopropellant-powered engine Energy self-supplying robots Power unit
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TK44 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
HAN基无毒单组元发动机热控研究
被引量:
4
2
作者
刘海娃
胡承云
叶胜
机构
上海空间推进研究所
上海空间发动机工程技术研究中心
出处
《火箭推进》
CAS
2020年第4期38-45,共8页
基金
上海市科学技术委员会资助课题(17DZ2280800)。
文摘
为使某HAN基无毒单组元发动机正常工作,需采用一种高效的热控方式,保证点火前其催化床温度在200℃之上(远高于传统单组元发动机的点火温度)。以该HAN基发动机为研究对象,在制定的热控方案基础上,建立有限元模型,采用I-DEAS/TMG软件对该发动机各部件温度进行计算,之后按照产品状态进行发动机真空热试验,获取发动机重点部位的温度数据。结果表明:除前床后部外,其余位置温度测点的热分析和试验温度误差均小于4℃,认为两者吻合较好,有限元模型可用于之后的在轨温度预示等工作;该HAN基发动机身部采用安装一种新型铠装加热丝组件,而后覆盖不锈钢箔的热控方式,结合支架的镂空结构设计,满足发动机工作的温度要求。
关键词
HAN基
无毒
单组元发动机
热控
Keywords
HAN-based
green monopropellant thruster
thermal control
分类号
V434 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
新研制的5N肼单组元发动机
被引量:
1
3
作者
陈全
机构
北京控制工程研究所
出处
《控制工程(北京)》
1997年第2期20-25,33,共6页
文摘
新研制的额定推力为5N的肼单组元发动机将要应用于新一代地球资源卫星上。本文主要介绍了它于1996年进行的历时四个半月的寿命试验的试验结果。在这次试验中,单台发动机的寿命记录是:5460次100℃~180℃温启动,累计脉冲数39万次(100ms脉冲),工作时间19小时30分,耗肼量193kg。从发动机的表现看,它还有相当长的寿命潜力。这说明基于目前的设计和加工水平的5N发动机不仅能够满足该卫星的控制需要,而且有能力应用到更长寿命的卫星上。
关键词
液体火箭
发动机
肼
单组元发动机
卫星控制
分类号
V439 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
肼类单组元发动机冷起动过程温度敏感性研究
被引量:
1
4
作者
冀鹏
雷凡培
梁树强
肖明杰
机构
西安航天动力研究所液体火箭发动机重点实验室
中国船舶集团有限公司
航天推进技术研究院
出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第6期21-26,共6页
基金
国家级重点实验室基金项目(6142704180308)。
文摘
基于催化剂颗粒微孔通道流动-反应与经典时滞理论,建立反映冷起动延迟与分解过程平均效应的催化床模型。对某型单组元发动机冷起动过程开展数值试验,并通过地面试验和文献资料数据验证了数值仿真的正确性与有效性。结果表明,催化床和推进剂的初始温度显著影响肼类单组元发动机的冷起动过程,冷起动压力峰与冷起动延迟时间呈现正相关,且都与初始温度近似指数变化关系。液体推进剂进入催化床后的蒸发过程是肼类单组元发动机在冷起动过程中的主导因素。相较于肼-70和无水肼,采用单推-3的单组元发动机具有更好的冷起动特性。
关键词
单组元发动机
冷起动延迟
冷起动压力峰
初始温度
数值仿真
Keywords
monopropellant thruster
pressure spike of cold starting
cold starting delay
initial temperature
simulation
分类号
V434 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
无毒单组元发动机技术研究
被引量:
3
5
作者
李小芳
机构
上海航天技术研究院
出处
《上海航天》
2001年第3期26-31,35,共7页
文摘
介绍了国内外几种无毒单组元发动机技术的研究背景及研究现状。列出了过氧化氢推进剂、羟基推进剂及硝酸肼基推进剂的一般物理、化学特性和主要性能。除比较了上述三种推进剂无毒单元发动机的工作原理及性能特点外 ,还在推进剂配方的确定、催化剂的选择及发动机结构设计准则等方面进行了初步的探讨 ,并对三种推进剂发动机的空间应用前景进行了评价。
关键词
推进剂
毒性
推力器
单组元发动机
航天器
Keywords
Propellant toxicity
Thruster
Mono propellant engine
分类号
V433.9 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V434.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
流阻对200N单推-3发动机热试车工作特性的影响
被引量:
1
6
作者
张阿莉
刘国西
张涛
宋飞
高永
方忠坚
林倩
宇文雷
机构
北京控制工程研究所
北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期186-194,共9页
基金
推进剂研制单位北京航天试验技术研究所提供的大力支持。
文摘
管道及阀门内部流阻会显著影响发动机工作性能。为探究不同管路流阻大小下200N单推-3发动机工作特性,开展了光管和波纹管两种管路200N发动机热试车试验研究。结果表明:大流阻工况喷前压下降约42.8%。热试车前后喷前压振荡剧烈,不利于发动机平稳工作。管路流阻显著影响脉冲燃压,小流阻脉冲燃压建立约2.5MPa,大流阻脉冲工作燃压建立约1MPa,远低于前者;管路流阻显著影响阀门启动特性,大流阻状态下,阀门启动时间(T_(80))约为小流阻状态的3.93~5.28倍,管路流阻对阀门电流影响很小;小流阻状态下脉冲冲量显著大于大流阻状态下的脉冲冲量,约为后者1.5~2.1倍。
关键词
流阻
单组元发动机
200N
单推-3推进剂
热试车
Keywords
Flow-resistance
Mono-propellant thruster
200N
DT-3 propellant
Hot test
分类号
V434.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
卫星单组元肼发动机堵塞失效分析
被引量:
3
7
作者
刘瀛龙
付拓取
陈君
陈健
机构
北京控制工程研究所
出处
《火箭推进》
CAS
2015年第5期67-71 94,共6页
文摘
某型单组元肼发动机在整星AIT阶段进行专项测试检查时发现产品无喷气。针对该问题进行了故障定位、试验检测和分析。分析结果表明,导致该故障的的原因是产品经历的环境在产品内部建立了缝隙腐蚀和电偶腐蚀的条件。在长期的腐蚀效应下,生成的腐蚀产物将流体通道堵塞。
关键词
单组
元
肼
发动机
缝隙腐蚀
电偶腐蚀
堵塞
Keywords
monopropellant hydrazine engine
crevice corrosion
galvanic corrosion
blockage
分类号
V467 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机起动过程的模拟
被引量:
2
8
作者
孙得川
姚天亮
机构
大连理工大学航空航天学院
上海空间推进研究所
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期58-64,共7页
文摘
无毒单组元液体火箭发动机是空间推进的发展方向之一。针对硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机的起动过程,建立了零维模型、不考虑相变过程的仿真模型和考虑相变过程的仿真模型,并采用这些模型对60 N发动机进行了起动过程的模拟和对比分析。计算结果显示,推力室升压过程历经快速的气体充填和较慢的催化室升温两个阶段。零维计算模型和不考虑相变的CFD方法计算得到的两个阶段时长基本一致,但第一阶段时间显著低于试验结果,第二阶段时长与试验结果符合。考虑推进剂相变过程的模型计算结果与试验结果符合较好。一维计算得到HAN基推进剂在进入催化床约4mm的长度内完全分解。升压第一阶段受催化分解影响很大,HAN基推进剂的分解反应速率低于肼的分解反应速率。
关键词
硝酸羟胺
单组
元
液体火箭
发动机
起动
数值模拟
相变
Keywords
Hydroxylamine nitrate
Liquid-monopropellant rocket engine
Start-up
Numerical simulation
Phase change
分类号
V434.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
HAN基无毒单组元1N发动机设计研究
被引量:
8
9
作者
刘川
赵峰
刘俊
机构
上海空间发动机工程技术研究中心
上海空间推进研究所
中国航天科技集团公司
出处
《上海航天》
2016年第4期32-37,共6页
基金
国家863项目资助(2015AA7023023)
文摘
对硝酸羟胺(HAN)基单组元1N发动机的设计进行了研究。给出了发动机总体设计中喷注方式、催化床、支架、身部材料和控制阀等要点。介绍了发动机研制中突破的关键技术:采用3孔喷注器对流量进行均匀分配,提高发动机温起动次数,缩短响应时间;催化床分隔为前床和后床,分别使用不同直径大小的催化剂,减小空腔,提高发动机性能;挡板和分隔板应用耐高温铂铑合金材料,提高发动机性能和寿命。高空模拟热试车表明:设计的HAN基1N发动机可实现平稳点火,并获取了发动机的稳态和脉冲工作性能。发动机研制已完成了模样阶段并转入初样阶段,并被国内快响小卫星采用。
关键词
硝酸羟胺
单组
元
1N
发动机
喷注器
催化床
铂铑合金
高空热试车
温起动次数
空腔
Keywords
Hydroxyl ammonium nitrate
Monopropellant 1 N thruster
Injector
Catalyst bed
Platinum rhodium alloy
Hot firing test in simulated vacuum
Warm start circles
Cavity
分类号
V43 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
高床载单组元肼发动机冷起动过程仿真研究
被引量:
1
10
作者
冀鹏
梁树强
肖明杰
雷凡培
机构
中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所液体火箭发动机重点实验室
航天推进技术研究院
中国船舶集团有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第32期13992-13997,共6页
基金
液体火箭发动机技术重点实验室基金(6142704180308)。
文摘
为了进一步提高飞行器的变轨稳定性,研究高床载单组元肼发动机的冷起动特性,采用模块化建模思想通过管路输送系统、推力装置等功能模块的数学模型,基于Mworks软件构建了基于冷起动延迟的单组元肼发动机仿真系统,并采用实验数据对冷起动过程压力特性进行有效性验证。在保证发动机的稳态室压和冷起动加速性的情况下,分析了对高床载单组元发动机冷起动压力峰的影响因素,得到其关于毛细管长度、限流圈孔径等结构参数的关系。结果表明:贮箱压力的变化对冷起动过程的影响较小;增加毛细管长度会显著降低发动机的冷起动加速性;选取合适的限流圈孔径来减小瞬时流量是抑制冷起动压力峰较为合理有效的方式。
关键词
单组
元
肼催化分解
发动机
冷起动过程
结构参数
数值模拟
Keywords
monopropellant hydrazine catalytic decomposition engine
cold starting process
structure parameter
numerical simulation
分类号
V434.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
无毒单元发动机催化燃烧过程可视化试验研究
被引量:
3
11
作者
刘俊
刘川
机构
上海空间推进研究所
上海空间发动机工程技术研究中心
出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2017年第3期45-48,共4页
文摘
无毒单元推进系统具有性能高,操作简单、爆炸风险低等特点,未来将全面替代肼类推进系统。深入研究无毒发动机催化燃烧过程,采用透明燃烧室对无毒单元发动机进行可视化研究,并与金属燃烧室试验结果进行比对,试验结果表明:在室压快速上升阶段,推进剂快速反应处于前床,发动机效率很低;在室压平稳上升阶段,发动机的催化燃烧部位逐渐从前床向后床扩展,推进剂催化燃烧主要在催化床核心部位进行;随着发动机连续工作时间增加,发动机燃烧强度增加和燃烧效率提高。
关键词
无毒推进剂
单组元发动机
透明燃烧室
Keywords
Nontoxic monopropellant
Monopropellant thruster
Transparent combustion chamber
分类号
V511.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
C/SiC复合材料在高能HAN发动机上应用研究
被引量:
2
12
作者
刘俊
潘一力
李伟
魏燕
李慧
机构
上海空间推进研究所
上海空间发动机工程技术研究中心
国防科技大学
贵研铂业股份有限公司
上海有机化学研究所
出处
《火箭推进》
CAS
2017年第5期63-68,86,共7页
基金
国家863计划资助项目(2015AA7023023)
文摘
针对高能硝酸羟胺(HAN)发动机特点,联合国防科技大学与贵研铂业股份有限公司研发了新型C/SiC复合材料身部,并进行地面试验。试验结果表明,C/SiC复合材料身部结构完好,表面HfO_2基环障涂层较完整,未出现显著开裂、剥落,涂层效果明显,保证了HAN单元发动机工作寿命。本研究为C/SiC身部在HAN单元发动机上工程化应用提供参考。
关键词
无毒单
元
推进剂
单组元发动机
C/SIC复合材料
环境障涂层
Keywords
nontoxic monopropellant
monopropellant engine
C/SiC composite
environmentalbarrier coating
分类号
V25-34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
肼基单组元火箭发动机的动态响应
13
作者
蒋耀东
徐全勇
马玉林
程瑶
机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
清华大学航空发动机研究院
辽宁工程技术大学创新实践学院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第21期341-353,共13页
基金
国家科技重大专项(J2019-V-0001-0092,J2019-V-0013-0108)。
文摘
单组元火箭发动机是航天器姿态调整和轨道控制的重要元件。针对肼基单组元火箭发动机对入口流量变化形式的动态响应,建立发动机推力室内推进剂的流动、分解和传热仿真模型,并利用这些模型对发动机进行了3种不同推进剂供给方式(稳态式供给、线性式供给和脉冲式供给)的数值模拟与计算分析。计算结果表明:发动机各点的温度会因位置差异而对入口流量的响应变化存在不同。压强、速度和推力对入口流量变化的响应非常迅速,三者在总体上的变化趋势与入口流量的变化趋势保持同步。速度和推力在稳态式供给和脉冲式供给中都存在高于起动阶段稳定值的尖峰,在稳态式供给中,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的8.6%和4.7%,在脉冲式供给中,第1次脉冲阶段,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的6.2%和3.0%,第2次脉冲阶段,速度和推力尖峰分别高出起动阶段稳定值的9.3%和5.2%。
关键词
肼
动态响应
推进剂供给
推力
单组
元
火箭
发动机
Keywords
hydrazine
dynamic response
propellant supply
thrust
monocomponent rocket engine
分类号
V43 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
新型硝酸羟铵类单组元推进剂的研制和试验
14
作者
禹天福
出处
《火箭推进》
CAS
1999年第3期31-41,共11页
文摘
一组对环境有利的新型单组元推进剂已被确定用于取代无水肼。这组新型单组元推进剂是以硝酸羟铵([N^+H_3OH]NO_3^-)为主要成份的混合物,适合用于推力室和燃气发生器。与无水肼相比,硝酸羟铵混合物密度和比冲比较高,冰点比较低。这组推进剂比较安全,因而降低了地面使用维护成本。美国宇航局路易斯研究中心正在研究硝酸羟铵推进剂的配方,并且设计用于小卫星的发动机。采用试验推力室和模拟飞行状态的推力室,对不同配方的硝酸羟铵进行了热试。推力室的结构材料与无水肼推力室的材料完全一样,只是催化剂不同。硝酸羟铵推力室稳态和脉冲工作数据表明,硝酸羟铵推进剂完全可以取代无水肼和冷气推进剂,用于空间飞行器和其它航天任务上。本文综述了目前有关硝酸羟铵推力室设计规范、推力室研制的进展情况、稳态和脉冲工作试验结果。另外,从推动目前单组元发动机的技术水平出发,提出了在推力室研制过程中所面临的一些具有挑战性的问题。
关键词
单组
元
推进剂
小推力
单组元发动机
硝酸羟铵
分类号
V511 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
Ir(100)面上HAN催化分解反应机理
15
作者
胡旭
刘川
王海丰
黄永民
机构
华东理工大学化学与分子工程学院
上海空间推进研究所
出处
《火箭推进》
CAS
2021年第4期79-86,共8页
基金
上海市青年科技英才扬帆计划资助项目(21YF140800)。
文摘
为揭示单组元液体火箭发动机内硝酸羟胺(HAN)基推进剂的催化分解反应过程,采用从头算算法确定HAN及其缔合物结构,利用密度泛函方法对稳定的HAN双分子缔合结构在Ir(100)面上的初始催化分解反应机理开展研究。计算结果表明:HAN分子是由双点位氢键结合而成的,其缔合结构主要是依靠分子间的氢键作用而成的。HAN双分子缔合结构在Ir(100)面上共存在有3种吸附结构,其中通过O与Ir键合作用形成吸附结构较为稳定,吸附能分别为-1.64 eV和-2.15 eV,而氢键作用结合的吸附结构的吸附能仅为-1.12 eV。HAN双分子缔合结构在表面发生的分解反应为放热反应,双分子缔合结构中2个HAN分子的分解反应发生存在先后顺序,不同的吸附构型对应不同的分解产物。在羟胺吸附结构中,其分解产物为HAN、NO_(3)^(-)、OH和NH_(3),而在硝酸根吸附结构中,其分解产物为HAN、NH_(3)OH^(+)、O和NO_(2)。两种吸附构型下的分解能垒分别为12.68kcal/mol和11.30 kcal/mol,在催化分解反应过程中这两种分解反应会同时发生。
关键词
单组
元
液体火箭
发动机
HAN基推进剂
双分子缔合
密度泛函理论
催化分解
Keywords
monopropellant liquid rocket engine
HAN-based propellant
bimolecular association
density functional theory
catalytic decomposition
分类号
V511 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
单组元发动机——能量自给机器人的新型动力源
夏必忠
汪劲松
谢海波
杨华勇
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
1
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职称材料
2
HAN基无毒单组元发动机热控研究
刘海娃
胡承云
叶胜
《火箭推进》
CAS
2020
4
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职称材料
3
新研制的5N肼单组元发动机
陈全
《控制工程(北京)》
1997
1
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职称材料
4
肼类单组元发动机冷起动过程温度敏感性研究
冀鹏
雷凡培
梁树强
肖明杰
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
5
无毒单组元发动机技术研究
李小芳
《上海航天》
2001
3
下载PDF
职称材料
6
流阻对200N单推-3发动机热试车工作特性的影响
张阿莉
刘国西
张涛
宋飞
高永
方忠坚
林倩
宇文雷
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
7
卫星单组元肼发动机堵塞失效分析
刘瀛龙
付拓取
陈君
陈健
《火箭推进》
CAS
2015
3
下载PDF
职称材料
8
硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机起动过程的模拟
孙得川
姚天亮
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
9
HAN基无毒单组元1N发动机设计研究
刘川
赵峰
刘俊
《上海航天》
2016
8
下载PDF
职称材料
10
高床载单组元肼发动机冷起动过程仿真研究
冀鹏
梁树强
肖明杰
雷凡培
《科学技术与工程》
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
11
无毒单元发动机催化燃烧过程可视化试验研究
刘俊
刘川
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2017
3
下载PDF
职称材料
12
C/SiC复合材料在高能HAN发动机上应用研究
刘俊
潘一力
李伟
魏燕
李慧
《火箭推进》
CAS
2017
2
下载PDF
职称材料
13
肼基单组元火箭发动机的动态响应
蒋耀东
徐全勇
马玉林
程瑶
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
14
新型硝酸羟铵类单组元推进剂的研制和试验
禹天福
《火箭推进》
CAS
1999
0
下载PDF
职称材料
15
Ir(100)面上HAN催化分解反应机理
胡旭
刘川
王海丰
黄永民
《火箭推进》
CAS
2021
0
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职称材料
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