注气式蓄压器系统工作特性仿真分析

以大型运载火箭POGO稳定性为研究背景,针对国内尚无型号应用的注气式蓄压器开展仿真研究。在建立注气式蓄压器动力学模型的基础上,利用航天飞机主发动机的相关参数验证了仿真计算的准确性。仿真计算了蓄压器对推进系统固有频率的影响和四种不同蓄压器的推进系统频率特性。研究了注气流量、注气温度、排气流量和排气时间对蓄压器工作特性的影响。仿真结果表明,随着蓄压器入口压力的增大,溢流孔靠近底部的蓄压器气枕压缩量减小;注气式蓄压器比贮气式蓄压器能够更有效地避免推进系统频率与箭体结构频率相交。

低温液体火箭注气式蓄压器总体方案研究

针对注气式蓄压器的总体方案,建立注气式蓄压器的动力学模型,研究不同的注气式蓄压器方案对动力系统一阶频率调节能力的影响。研究结果表明是否向输送管路中注入气体,对注气式蓄压器的频率调节能力影响并不大,而设置在发动机内部氧预压泵后高压管路上的注气式蓄压器方案,其对动力系统一阶频率的调节能力明显更强。研究结果对未来低温运载火箭注气式蓄压器的方案确定具有重要参考意义。

液体火箭注气式蓄压器工作过程仿真及控制规律研究

注气式蓄压器是下一代运载火箭POGO抑制技术的重点发展方向。基于实际物理过程建立了描述注气式蓄压器内部压力、温度以及气腔容积变化规律的状态变量模型。针对气体外排的注气式蓄压器系统,开展不同入口压力条件下的工作过程仿真分析和充放气控制参数研究,获得了定容积注气式蓄压器的控制规律和参数优化设计方法,为注气式蓄压器的系统参数确定奠定理论基础。