基于Matlab和BP神经网络的固体火箭发动机比冲性能的预测

本文采用基于误差反向传播算法(BP算法)的人工神经网络技术,利用Mat lab神经网络工具箱,建立了固体火箭发动机比冲性能预测的神经网络模型,并利用实验数据进行了验证。结果表明,可以利用该方法开展固体火箭发动机比冲性能的预测。

固体火箭发动机比冲预示的神经网络仿真研究

运用BP和RBF神经网络方法和Matlab6.5工具软件建立了小样本数据条件下的固体火箭发动机比冲的神经网络预测模型,并将两种神经网络预报的效果进行了比较。两种网络较好的预报效果,表明建立的预测模型是合理的。在此基础上,提出了与之相应的预报误差控制方法及其新型号发动机比冲预测的选模判据。数值实验结果表明,所提供的网络模型可在小样本数据条件下实现发动机比冲性能的高精度预测。

水反应金属燃料发动机比冲性能与燃烧室长度设计理论研究

运用热力计算原理,计算并分析了两相流影响条件下水反应金属燃料发动机的比冲性能。采用经验公式,对发动机中金属颗粒燃烧时间进行了计算分析,估算了金属颗粒燃烧长度,为燃烧室长度设计提供了依据。结果表明,存在最佳水燃比,使发动机达到最优比冲性能;两相流影响下比冲损失较大,金属颗粒燃烧时间随水燃比、雷诺数增加而显著减少;通过对颗粒燃烧时间的计算,可初步设计燃烧室长度。

工作压强对战术固体火箭发动机比冲的影响分析

从固体发动机的特征速度、推力系数、燃烧室冲量系数和喷管冲量系数等因素出发,分析了发动机工作压强对战术固体火箭发动机比冲的影响。在此基础上验证性地给出了两台发动机的实例比较,最后提出了相关的设计原则与建议,可供工程设计参考。

飞行状态下固体火箭发动机比冲计算

以固体导弹飞行试验的外弹进测量数据和遥测数据为基础，将外弹道计算模型与团体发动机内弹道计算模型相结合，建立了飞析状态下固体发动机比冲的计算模型，其例表明，该模型适用于固体发动机性能的快速工程分析。

一次进水角度对水冲压发动机比冲性能影响研究

为了研究一次进水角度对二次进水水冲压发动机比冲性能的影响规律,建立了发动机补燃室两相流反应模型,对镁基水冲压发动机补燃室流场进行了数值模拟,获得了发动机喷管出口温度、出口压力、出口气流速度及发动机比冲随一次进水角度的增大先升高后降低的变化趋势,在此基础上进行了水冲压发动机地面直连式试验研究。结果表明,一次进水角度在40°左右时,二次进水水冲压发动机比冲性能较优。

地面与飞行状态下固体发动机比冲差异性分析

对固体发动机性能天地差异性产生的原因进行了探究。造成发动机性能天地差异的主要原因在于存在从发动机能量转换到飞行状态下导弹能量的转换效率,其转换效率与导弹的质量比以及导弹飞行速度与发动机等效喷气速度的比值有关;同时,还存在合成视加速度方向与发动机推力方向的偏差以及导弹质量变化等因素对比冲辨识结果的影响。根据现有公开文献报道及相关型号的分析,这些因素造成比冲的差异基本在1 s左右,且在1.5 s以内。分析结果表明,在工程上采用基于视加速度模型和基于遥测压强的发动机内弹道模型均可辨识发动机的比冲,但采用视加速度分析方法进行性能辨识时,需考虑转化效率的修正。

基于神经网络的固体火箭发动机比冲性能的预示研究

将神经网络方法引入了固体火箭发动机的比冲性能预测,该方法避开了系统具体规律分析以及相应数学模型建立所带来的困难,直接用神经网络模型来模拟真实的系统关系。采用了一种改进的Ⅱ型RBF神经网络,克服了传统的RBF神经网络径向基函数个数未知的缺陷,并将其预测结果与传统的BP神经网络的预测结果进行了比较。

固体火箭发动机比冲估算及界面程序实现

依据某推进剂热力计算结果和基于FLUENT软件平台的固体火箭发动机燃烧室和喷管两相流流场仿真得到的相关参数,根据比冲计算的相关理论,利用MATLAB图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)软件编制了发动机比冲预估算程序,利用该程序对某型号固体火箭发动机的比冲进行了预估。预估结果与实验值对比表明,该程序可以对发动机比冲进行较准确和快速的估算。

神经网络在固体火箭发动机比冲预测中的应用

基于RBF神经网络和模糊原理,构建一种模糊RBF神经网络用于固体火箭发动机比冲预测。预测结果表明该网络可较精确地预示发动机的比冲。

燃油温度对脉冲爆震火箭发动机比冲影响的实验研究

在内径为30 mm的PDRE上,利用PDRE工作产生的余热对燃油进行加温,测量了不同温度下燃油的质量流量以及发动机的推力。实验结果和分析初步表明:①随着温度的升高,燃油流量先增加后减小;②推力随温度的升高而增大;③当燃油温度高于50℃时,比冲基本呈上升的趋势;④在流量相同时,比冲随温度的升高而增大;⑤当温度达到200℃,燃油喷入发动机时可以实现闪蒸状态,PDRE的性能参数更接近于理论值。

略论两相流对火箭发动机比冲的影响

概述了两相流的概念以及两相流对推进剂能量的贡献和影响。

气-固两相流动引起固体火箭发动机比冲量损失的研究

在V_p/LF《1.0的条件下,利用气-固两相悬浮流的平衡态模型研究了固体火箭发动机的比冲量损失。导出了包括临界速度和比冲量在内的喷管特性关系式。所给出的算例指出:气-固两相混合流在喷管喉部的速度小于气体的音速,由于固相颗粒的影响使比冲量受到了损失。同时指出,推力系数并不总是减小,它取决于质量比ε和喷管扩张比(直径)de/dt。计算机程序TWPH可完成计算全过程,计算结果与Brundige的实验结果相符情况良好。

一次燃气入口角度对水冲压发动机比冲性能影响分析

为了研究一次燃气入口方式对于水冲压发动机性能的影响,基于涡耗散模型建立某高金属含量镁基推进剂水冲压发动机三维多相流掺混燃烧反应模型,获得了一次燃气不同入口角度对补燃室内温度分布、镁组分变化以及发动机比冲的影响。计算结果表明,多股燃气中心汇聚明显加剧了一次进水区域内的镁/水燃烧反应速度,有效提高了发动机工作压强和比冲,同时有利于减少镁/水充分反应所需的补燃室长度。

一次水燃比对高金属含量镁基推进剂水冲压发动机比冲性能影响分析

为了进一步提升水冲压发动机比冲性能,基于涡耗散燃烧模型,建立了高金属含量镁基推进剂水冲压发动机3D多相流掺混燃烧反应模型,获得了不同进水比例对补燃室内温度分布、组分变化以及发动机比冲等参数的影响规律,计算结果与地面试验基本吻合。研究结果表明,一次水燃比对高金属含量水冲压发动机的性能影响明显,随着一次水燃比的不断增大,发动机比冲呈现出先增后减的情况,存在某个最佳的一次水燃比,发动机比冲性能最高。

发动机比冲效率预估

比冲是发动机设计非常重要的参数,它既能反映推进剂能量的大小,又能反映推进剂在燃烧过程中的能量转化效率,是全面评定发动机性能的重要指标,因此对发动机的比冲效率进行预估是一项极其重要的工作。

二冲程半直喷航空发动机喷油策略研究

基于自主研发的二冲程低压半直喷航空发动机及控制系统,开展喷油控制策略及对发动机性能影响规律的研究。结果表明:对于不同的发动机运行工况,需要采取不同的喷油策略组合。在起动和怠速工况,采用进气道喷射的独立供油方式;在部分负荷及高负荷工况,采用进气道喷射和缸内直喷协同供油方式,随着发动机直喷比例的提高,燃油消耗率相应减小;与采用进气道喷射供油相比较,采用低压半直喷供油可以获得较理想的燃油经济性。

某型航空发动机振动值波动故障诊断和排除

针对某型航空发动机试车过程中的稳态振动波动问题,开展了时域和频域分析,指出振动波动是由于低压2倍频和高压基频振动拍振所引起。推导了航空发动机拍振引起的振动响应,建立了某型航空发动机双转子动力学模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明,当发动机两个激振力频率相近时,会产生拍振引起振动波动,仿真结果与试验结果相吻合。结合发动机结构和其工作特点,分析了发动机形成低压倍频-高压基频耦合拍振的条件,给出了拍振排除方法,并通过试验验证了方法的正确性。工程上可以通过调整高压和低压转子转差关系,将转速比调整到合理范围内即可消除拍振。

螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术综述

随着螺旋桨发动机安装系统国产化研制进程的加快,需要开展相关的安装系统技术研究,而动力学设计是其中的重要组成部分。本文对比分析了不同结构形式安装系统的动态性能特点,进一步从军民用标准规范和工程实践经验出发,归纳了安装系统动力学设计的技术要求,梳理了安装系统动力学设计技术的发展历程和国内外现状,指出国内外差距主要体现在设计理念、关键技术和应用实践经验等方面。在此基础上,展望了螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术的发展趋势,为当前及未来螺旋桨发动机安装系统的设计技术研究提供了参考。

节流式燃/氧分离组合固体发动机推力性能调节数值研究

节流式燃/氧分离组合固体发动机将燃烧室分为富燃燃烧室和富氧燃烧室,采用富燃固体推进剂和富氧固体推进剂串联装填的形式,在两个燃烧室中间增加节流阀,通过调节节流阀开度实现推力调节。利用商业软件对节流式燃/氧分离组合固体发动机在节流阀流道半径不同时的工作状态进行模拟,研究节流式燃/氧分离组合固体发动机的工作特性,获得节流式燃/氧分离组合固体发动机燃气流动和掺混特征,揭示节流式燃/氧分离组合固体发动机推力调节机理以及节流阀流道半径对节流式燃/氧分离组合固体发动机燃烧效率的影响规律。研究发现:节流阀流道开度(即节流阀流道半径R)减小可增大发动机推力;随着节流阀开度的减小,节流阀出口燃气马赫数随之增大,而发动机燃烧效率却出现先增大后减小的规律,当节流阀出口燃气流动达到临界状态时发动机燃烧效率出现最大值。