基于单值控制图算法的单组元推力器组件关键特性数据分析

针对单组元推力器组件产品的测试数据出现“合格/不包络”现象,为更好地了解产品特性,提前发现产品风险点,文章在聚焦单组元推力器6项关键特性参数的基础上,利用47台已成功飞行的推力器组件的关键特性地面测试数据构建成功飞行数据包络线,选取单值控制图算法对待分析推力器的地面测试数据进行包络分析,发现该推力器的部分特性参数出现“合格/不包络”的情况;进一步检查发现该推力器性能不满足交付要求。以上方法运算简单,操作便利,有助于提前发现产品在生产流程中的薄弱环节,从而可尽早开展相应风险分析,提高产品可靠性。

单组元推力器毛细管两相流影响分析

单组元推力器在工作过程中产生的高温向毛细管处传递,使毛细管内产生气液两相流动。随着推进剂流量的减小,气相组分将不断增加,并会产生明显的气阻。文章就气阻对推力器的影响进行了专题研究,采用FLUENT软件,基于体积分数模型和多相流控制方程,对84种条件下毛细管内两相流的分布情况和两相流对推力器毛细管压差的影响情况进行了数值模拟,并通过两种推力器热试车开展了毛细管内两相流对推力器燃压影响的专项试验。数值模拟结果和试验结果表明,在毛细管内径足够小时,毛细管内的两相流引起的气阻均会导致毛细管内部压降的突然变化,从而引起推力器燃压阶跃,燃压逐渐降低,并进一步影响推力,使推力逐渐下降。

单组元推力器倒置安装多余物控制技术验证

推进系统作为卫星、运载火箭等飞行器的重要部分,亟需适应各种环境条件,以确保系统工作可靠。根据当前商业火箭、货运飞船任务要求,推进系统的推力器受飞行任务、空间布局等限制,常需倒置安装。高负载量的推力器活性组分与载体之间相互作用较弱,在倒置安装情况下,多余物回流至推力室前端的可能性增加。为消除多余物对倒置安装的推力器的不利影响,笔者提出一种功能材料研制技术。通过力学试验及功能材料技术热试车验证试验,功能材料强度满足任务要求,与推进剂相容无杂质,未对催化剂的寿命产生不利影响,解决了倒置安装条件下推力器多余物问题,确保了推进系统安全稳定运行。

内加热式N_2O单组元推力器预热过程仿真与试验

为了提高N2O单组元推力器预热效果,对推力器结构做出改进,引入内加热的预热模式.在模拟真空环境下开展了内加热式推力器预热试验,以10W功率加热5 800s,使催化剂温度达到260℃(533K),证明了内加热模式的可行性及优越性.开展了内加热式N2O单组元推力器系统的三维建模,并利用有限元软件对推力器预热过程进行了分析,得到了推力器结构温度场随时间的变化情况.数值分析结果与试验数据吻合良好,验证了所用仿真模型的准确性.进一步对简化结构后的内加热式推力器在模拟太空环境下分别施加10,5,3W加热功率时的预热过程开展了数值仿真研究,结果表明:10W和5W加热功率能使催化剂在3600s内达到工作温度250℃,可为N2O单组元推力器的实际应用提供参考.

一种绿色无毒单组元微推力器性能试验研究

为了获得研制的一种基于绿色无毒ADN基推进剂的单组元0.2N微推力器性能,对其进行了试验研究。通过真空加热试验,获得微推力器的温启动加热性能;通过高空模拟热试车试验,获得微推力器稳态和脉冲工况下,微推力器的推力、温度分布等参数,考察微推力器的启动性能、稳态、脉冲工作稳定性,研究微推力器工作过程中推力室、前室和电磁阀温度变化规律,通过1000s长稳态点火试验,验证了微推力器长稳态工作的稳定性。结果表明,3W加热功率实现了微推力器200℃的温启动要求,微推力器完成了系列稳态、脉冲考核程序,工作过程中微推力器推力稳定,启动响应快,推力室温度最高达到1016℃。试验证明了研制的0.2N微推力器在完成结构微型化的同时,实现了微流量下推力器稳定工作,微推力器额定真空比冲大于200s,性能优良,200mN推力量级微推力器的成功研制,将进一步拓展ADN绿色无毒推进在微推进领域的应用。

电磁阀节流孔板与过滤网的间隙对推力器室压的影响

为解决某单组元推力器在试车试验过程中出现室压偏低的问题,通过运用Fluent软件仿真分析与试验验证的方法,分析出某电磁阀入口安装的节流孔板与过滤网之间的间隙会影响电磁阀流阻,从而影响单组元推力器室压。研究表明:将电磁阀节流孔板与过滤网之间的间隙增大能够有效地解决单组元推力器室压降低的问题,具有实用性。同时也为其他推力器的设计与试验提供了有益的借鉴。