小流量推进剂系统低温试验技术

大推力氢氧发动机缩比试验中 ,由于遇到小流量 LH2 、LO2 推进剂 ,就带来一系列低温试验技术问题 ,如系统预冷问题、充填时间确定问题、充填过程流量问题等。根据试验情况就上述问题进行了论述和探讨 ,并进行了简要的定性理论分析。

基于氮气挤代的推进剂供应系统动态特性研究

燃料供应系统能否将燃料按一定流量和比例快速输送至燃烧室进行燃烧,以供发动机做功是鱼雷启动过程的决定性因素。文中建立了适用于鱼雷能源供应系统的一维可压缩数值仿真程序,用于基于氮气挤代的典型鱼雷推进剂供应系统模型的动态特性仿真;通过经典文献及Fluent数值仿真方法对一维程序进行交互验证,一维仿真结果与两者相近,程序可用于对推进剂供应系统模型内部非定常流动状态的仿真。研究了活门直径、高压气舱压力及推进剂舱容积对推进剂供应系统模型动态响应特性的影响。结果表明,活门直径的增大可以缩短系统的平衡时间并减弱高压气舱压力变化对系统平衡时间的影响;在研究范围内,推进剂舱容积的增大,也会导致系统平衡时间的延长以及最终稳定压力的降低。

推进剂供应系统增压过程仿真

在大型液体火箭推进系统中,推进剂供应系统对贮箱压力有着严格的要求,增压系统作为可靠性环节的关键系统,工作过程复杂,需要进行仿真分析和试验验证,以改进设计。应用系统仿真技术,对某推进剂供应系统的增压过程进行了仿真,仿真结果与试验情况基本吻合。仿真结果表明缓冲阀可以有效地抑制增压过程压力振荡。此外,系统增压时间不能低于17s。

基于AMESim的火箭推进剂加注系统仿真研究

基于模块化建模思想和AMESim仿真平台，建立了火箭推进剂加注系统的仿真模型。针对泵气蚀故障开展了仿真研究。结果表明，模型能有效反映加注系统正常和故障状态下的动态特性。通过故障仿真可以安全、经济、高效地获取故障数据，从而有效解决加注系统故障案例缺乏，故障数据难于收集等问题，为加注系统的故障诊断、健康管理和维修维护等提供支持。

推进剂利用系统调节器的研制

本文系统的介绍了长征系列火箭发动机推进剂利用系统调节器的研制过程、重要改进,并总结了研制中的经验和教训。

推进剂利用系统装订参数计算及软件集成方法

在大型航天软件中,推进剂利用系统装订参数计算对提高推进剂利用率具有重要意义。给出了利用系统装订参数的计算方法,并在基于CORBA的分布式大型软件系统中对软件集成方法进行了研究。

推进剂利用及地面测试系统的故障分析与改进设计

简单介绍了某运载火箭推进剂利用系统及其地面测试系统的工作原理,针对试验中出现的故障问题进行综合试验,采用试验分析的方法,深入研究了试验过程及试验数据,进行精确故障定位,采用修正的判断准则对系统进行改进,试验证明改进效果良好,很好地解决了故障问题。

推进剂利用系统液位采集故障的分析与改进设计

研究了基于三冗余控制方案的推进剂利用系统液位信号采样的原理,深入分析了系统试验中液位信号采集故障的问题,进一步采用了一种基于周期延时的行末点换行策略,彻底解决了三冗余状态下由不同步带来的液位信号采集故障问题。

低温推进剂利用系统仿真平台设计与应用

在进行低温推进剂利用系统设计时,需要搭建一个能够更有效、快速、经济的验证利用系统设计、评估利用系统工作效果的仿真平台。在模块化、通用化和标准化设计原则的指导下,通过采用多台CPCI硬件子系统、反射内存网络以及对利用系统模块化建模,提出了利用系统设计工具、利用系统仿真测试系统、利用系统箭机仿真系统、利用系统调节器仿真系统、利用系统液位采集系统、发动机仿真系统的方案,并设计了仿真平台的架构以及仿真流程。仿真结果表明:该仿真平台能够验证利用系统设计,给设计师优化利用系统设计提供有益参考。

运载火箭推进剂利用系统变门限控制方法研究

为解决传统低温利用系统控制方法存在调节阀门的动作次数多等不足的问题,提出一种基于飞行中推进剂实时偏差计算的变门限利用系统控制方法,可根据飞行时间实时改变调节门限。与传统的利用系统调节方法相比,这种调节方法在保证调节能力的同时,可以确保对发动机利用调节阀门的动作次数最少,对发动机系统和组件的影响也较小。通过仿真计算和飞行试验表明,该方法在满足利用系统调节要求的同时,可以明显减少发动机利用调节阀门的动作次数。

低温推进剂输送与预冷系统间歇泉不稳定性数值模拟研究

针对低温推进剂(液氧)输送与预冷系统间歇泉不稳定性进行了模拟与数值试验研究。分析与验证了连接液氧贮箱的底端封闭垂直管路的典型间歇泉不稳定过程,对经验Murphy曲线进行了检验。针对自然循环型的低温推进剂输送与预冷系统不稳定性及典型间歇泉的发生,进行了稳定域的计算与影响参数分析,研究了过冷度、输送管漏热、发动机进出口阻力、回路高度,以及回流管漏热(保温状况)对各域边界的影响。

小型运载火箭弹道与推进剂供给系统 一体化设计方法

以使用液体发动机的小型运载火箭为研究对象,研究了其弹道与推进剂供给系统的一体化设计方法。首先从工程实际出发,建立火箭飞行的质心动力学模型、推进剂供给系统的结构质量模型和飞行程序控制模型,并在此基础上,进一步细化了此一体化设计问题中的相关技术细节。通过建立交叉使用粒子群算法(PSO)、有效集算法(ESA)和内点法的分级优化流程,最大程度挖掘了运载火箭的整体设计性能,同时也为后续的分系统设计提供了可靠的数据支撑。基于Electron火箭的仿真实例有力证实了该一体化设计方法的有效性。

运载火箭推进剂利用系统建模与仿真

推进剂利用系统是运载火箭的关键分系统之一,可有效提高火箭的运载能力。为进一步了解推进剂利用系统的工作原理与工作特性,采用模块化思想对推进剂利用系统中相互独立的子系统进行数学建模,并在Matlab/Simulink仿真平台上建立了推进剂利用系统动态仿真模型,通过实例仿真对模型的准确性进行了验证。仿真结果表明,该模型具有较高的精度,能够准确模拟推进剂利用系统的工作过程,具有较强的工程实用价值。

试车台推进剂供应系统自动调节中的扰动抑制方法讨论

对试验台推进剂供应系统自动调节中的扰动问题进行了探讨,简要分析了扰动现象发生原因,提出了抑制方法,并且讨论了闭环系统和串级闭环系统抗扰动的能力。

推进剂利用系统在国外型号上的应用

对双组元推进剂运载工具来说,为了最大限度地利用推进剂的能量,增加有效载荷的能力,人们希望在飞行主动段终了时,尽量减少推进剂的剩余量,常常采用推进剂利用系统。这对运载工具上面级来说,更为重要。所谓推进剂利用系统,就是在飞行主动段中,通过改变混合比的方式。

液体火箭发动机试验台推进剂供应系统自动调节方法探讨

本文针对液体火箭发动机试车台推进剂供应系统的数学模型进行了讨论,提出了该系统的自动调节方案,简述了调节器的设计,说明在试验中用自调谐PID调节器能够实现对涡轮泵入口压力自动调节。

推进剂利用系统综合控制器嵌入式软件的容错设计

推进剂利用系统综合控制器是某型号运载火箭推利系统的关键单机,通过采集燃料贮箱、氧化剂贮箱内液位传感器输出的液位信号和活门位移传感器输出的活门位移信号,对两种推进剂剩余量进行计算,控制调节活门开度大小,调节推进剂的混合比,最大限度地提高推进剂使用效率,以提升火箭的运载能力。作为新一代产品核心关键技术的嵌入式软件,其设计目标显然不能仅停留在满足功能需求上,而应在产品设计之初,针对各种故障模式,进行有效的容错设计,从而提升产品的可靠性。

低温推进剂供应管路预冷充填瞬变流计算

研究了氢氧液体推进剂供应管路预冷充填过程瞬变流的计算方法。采用一维均相拟平衡态流体动力学模型 ,以统一的方程描述亚临界与超临界态流体流动。建立了涵盖主要传热工况的管壁与流体之间的传热模型。采用特征线差分方法求解管流方程。计算结果表明可以近似反映预冷充填过程的动态特性 ,为发动机系统设计与试验提供指导。

一种适合我国在轨卫星液体推进剂剩余量测量的技术方案

比较全面地介绍了适合我国卫星液体推进剂测量的气体注入压力激励方法，对相关应用技术问题进行了分析讨论。该方法可实现推进剂测量误差达贮箱总体积的1％的高精度测量要求，具有很好的开发价值。

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。