某水下热动力系统热爆事故的润滑失效原因分析

针对某水下热动力系统换速试验中多次出现的旋转燃烧室头部的热爆事故,基于流体力学、传热学以及数值计算的理论和方法,充分考虑了密封环节在整个系统中的工作环境变化,给出了一种关于旋转密封失效原因的工程分析方法。得出以下主要结论(1)缓慢的系统升速过程不会引起摩擦面处温度的超调,系统的安全性可以得到保证;(2)过快的系统升速过程会造成摩擦面处的温度超调,超调量随换速过程的加快而增大,且较大幅度的温度超调会造成润滑失效,从而引发热爆事故。根据以上分析将系统过渡过程放慢,热爆事故得以有效地避免,多次热车试验证明了文中理论和分析的正确性。分析方法和采取的措施已经应用于工程实践。

基于压力阀的水下热动力系统闭环控制研究

对于某水下热动力推进系统实施闭环控制是提高武器效能的需要。本文从系统物理特性、可实现性以及安全特性的角度出发 ,对于压力阀闭环控制方案进行了论证 ,并进行了基于非线性滑动控制思想的控制系统的研制 。

滑动控制在水下热动力系统中的应用

由于水下开式循环热动力系统的强烈非线性特征及航行器的姿态变化，采用开环方式或线性化控制方法难以满足新型水下武器（如鱼雷）的战术要求。本文对水下开式循环热动力系统做了全面分析，充分利用滑动控制的强鲁棒性，完成了系统模型的简化及滑动控制律的设计，并兼顾了中间状态量的交化情况。

水下热动力系统的模型参考自适应控制研究

针对开式循环水下热动力系统动态性能要求高及参数非线性的特点,通过对热动力系统物理特性的分析,设计出适于开式循环的某水下热动力系统的模型参考自适应控制系统。仿真结果表明该方法控制精度高,抗干扰能力强,系统稳定,证明了方法的正确性和有效性。

水下热动力系统半实物仿真研究

水下热动力半实物仿真试验台可提供仅次于鱼雷热动力系统热车功率试验置信度的试验手段。以实时仿真计算机、背压模拟装置、负载模拟装置、调速与驱动装置构成半实物仿真试验系统的核心,以比例和比例积分控制算法进行背压和负载压力的闭环控制,通过低通数字滤波改善数字仿真模型的稳定性,对数字仿真模型进行动态特性修正以实现半实物系统与实际系统特性的良好吻合,系统背压动态模拟精度达到了0.5%,转速和负载动态模拟精度达到了1.5%,整个半实物仿真系统获得了较高的模拟准确度。

水下三组元动力系统燃烧稳定性实验研究

设计了应用于水下航行器热动力系统推进的OTTO/HAP/海水三组元推进剂试验系统,对不同的燃烧室压力、燃料组元比例、喷嘴压降、燃烧室转速条件下的燃烧稳定性进行了试验,观察到燃烧室压力的低频不稳定燃烧.试验表明,在推进剂流量一定情况下,较高的喷嘴压降和适当较低的氧化剂比例有利于燃烧的稳定,海水在推进剂中重量比例≥41.5%时,将会引起燃烧室压力的不稳定,(500～1600)r/min的燃烧室整体旋转不会对稳定燃烧产生影响.

基于流量调节阀控制的动力系统换速特性研究

基于流量调节阀控制的动力系统换速问题是决定某水下(如鱼雷) 热动力系统安全性的最重要的问题。本文通过合理建立系统的机理模型, 对系统动态过程进行了仿真, 其计算结果与试验结果相吻合。根据系统特性探讨分析了换速爆炸事故发生的机理。并通过结构参数优化, 降低了系统高压区压强的超调, 消除了喷嘴抖振现象, 避免了事故发生, 保证了系统的安全性。

三路比例控制器凸轮理论廓线研究

三路比例控制器是某水下热动力能源供应系统的关键组件。本文介绍一种通过坐标变换生成容积式偏心转子比例控制器凸轮理论廓线的方法。使用该凸轮廓线的产品具有加工简单、配比精度高、远行平稳的特点。该方法的有效性已经为实验所证明。