高燃压中型运载火箭发射地面低高度排导技术

综合高燃压中型运载火箭高密度发射燃气流地面排导需求及烧蚀风险分析,提出基于地面双面导流装置与高位挡流墙结合的地面低高度排导技术方案。利用火箭发射燃气动力学研究总结的燃气流膨胀特性以及导流型面设计方法,解决了地面低高度排导技术涉及的地面导流装置导流型面气动设计以及尺度控制两个关键问题。地面低高度排导技术方案设计与燃气流场瞬态仿真多轮叠代,实现了燃气流排导烧蚀范围合理控制,避免了燃气流低高度排导烧蚀反溅影响箭体。地面低高度排导技术采用专利支撑的喷水冷却防护方案实现高燃压中型运载火箭发射燃气流强烧蚀环境发射系统、发射设施综合防护。基于喷流缩比试验相似性控制方法研制了1∶10比例喷流缩比试验系统,通过喷流缩比试验验证确认高燃压中型运载火箭发射燃气流能够实现地面低高度安全、顺畅排导,同时与发射台、导流装置结构融合的阵列喷水方案能够行之有效解决高燃压中型运载火箭地面低高度排导强烧蚀难题。

大型火箭发射喷水降噪技术研究进展

采用喷水降噪技术是控制大型火箭发射燃气流噪声的有效手段。基于国外喷水降噪技术调研及国内喷水降噪技术实践分析,提出大型火箭发射喷水降噪技术应结合发射技术形式,充分提高喷水与燃气的质量流量比例,同时采用分级组合、高位自动喷水方式,其效果取决于喷水降噪技术机理研究。喷水降噪技术机理理论研究已由依托工程化预示向数值预示领域推进,重点发展了有限体积法与有限元法结合的综合预示方法,目前主要在单喷管火箭自由喷流噪声数值预示方面取得进展。喷水降噪技术机理试验研究建立了子样比较丰富的喷流噪声小尺度试验模型,提出了各具特色的喷水降噪试验相似参数及其控制方法,逐步推进了加热空气介质的小尺度喷流试验、模拟推进剂介质的半模型喷流缩试验及全模型喷流缩试验,有效评估了大型火箭发射喷水降噪技术内在机理及降噪效果。

发射设施热防护研究

热防护是热发射技术主要研究内容之一。提出在发射燃气动力学全三维仿真和相似理论研究的基础上,开展喷流缩比试验工作,通过喷流缩比试验对理论仿真结果和热防护方案进行验证,近似获得结构烧蚀范围和烧蚀程度,以指导热防护设计的工作思路,从而确定了"疏、堵、避、防,快速更换"的设计方法。