基于端面燃烧式发动机内绝热结构的内外联合热仿真分析研究

为研究端面燃烧式发动机工作内外热联合作用时对结构温度场的影响,并提高热仿真分析精度,根据发动机外防热材料的烧蚀机理及试验数据,建立外防热烧蚀精细化计算模型,并通过梳理端面燃烧式发动机试验温度数据及不同区域的内绝热结构,提出端面燃烧式发动机工作后的仿真拟合内部热流环境条件。在防热计算时同步加载外表面气动热流环境及内部燃烧拟合热流环境,考虑发动机内传热及外防热的联合作用,得到不同内绝热结构对应的温度,更加准确地掌握整体发动机结构的温度场分布,将预示精度提高至10℃以内。可广泛应用于飞行器发动机系统的舱段结构防热精细化设计,减少地面热试验,降低设计成本及研制周期。

固体火箭发动机装药端面燃烧燃速畸变现象分析

分析比较了引发固体火箭发动机装药燃速畸变的因素,如壁面附近的增塑剂、固化剂的迁移以及细氧化剂聚集等。认为固体装药燃速畸变现象产生的根本原因是壁面附近的氧化剂颗粒质量分数高于中心区域,氧化剂平均粒度低于中心区域。为验证这一理论分析,用基于粒状扩散火焰(GDF)模型得到的推进剂燃速计算公式,以氧化剂的含量和粒度为变量,计算了AP推进剂的燃速。结果表明,燃速计算值的变化趋势与理论分析结果相一致。

低燃速贫氧推进剂燃气发生器端面燃烧规律动态诊断研究

为了探索冲压发动机用低燃速贫氧推进剂燃气发生器端面燃烧的规律,采用X射线荧屏分析技术对全尺寸燃气发生器端面燃烧规律进行了诊断研究。试验成功采集了燃气发生器药柱燃面随时间的退移图像,图像数据表明低燃速贫氧推进剂药柱沿轴线方向以近似"三维"锥面体进行退移,在45s左右逐渐形成相对稳定的锥顶角68.5°。试验数据还表明,锥面效应一方面引起燃气发生器药柱燃速由1.60mm/s增大到1.80mm/s;另一方面引起装药燃烧室压强由初始平衡压强0.89MPa爬升到最大工作压强1.75MPa。工作结束后喷管喉径固体线性沉积率为2.68μm/s。

嵌金属丝端面燃烧发动机非平行层燃面退移与参数辨识

针对嵌金属丝端面燃烧发动机试验曲线中,难以使用平行层退移理论来解释和预测的一类异常压强峰进行了研究。定性地确定了嵌金属丝端面燃烧发动机中可能引起非平行层退移的因素,运用准一维稳态流场模型、快速近似传热分析和Level set方法,对这些因素造成的影响进行定量的参数辨识,从而来解释和预测发动机试验曲线中所出现的异常压强峰。结果表明:根据参数辨识结果进行的仿真所输出的曲线与试验曲线高度吻合,成功复现了平行层燃烧理论所无法预测的压强峰值。该方法具有通用性,可直接应用于类似发动机的内弹道预示。

端面燃烧发动机中提高推进剂比冲的试验研究

针对端面燃烧发动机中存在喉部烧蚀使燃烧室压强下降进而导致比冲下降的现象,从推进剂燃速、铝粉含量、喉衬材料和结构4个不同方面提高燃烧室压强,分析对复合固体推进剂比冲性能的影响。结果表明:提高推进剂燃速和将石墨喉衬材料更换为钨渗铜材料,比冲提高;降低推进剂铝粉含量,喉部烧蚀现象得到改善,但比冲降低;优化石墨喉衬结构,比冲提高量最大,为最佳方案。

双推进剂端面燃烧发动机的燃烧特性和弹道性能

端面燃烧发动机的药型简单、装填密度也高.但是这种装药燃烧室有很多不利因素,所以端面燃烧仍较少采用.如今保护金属壳体而加厚隔热层,致使总的性能下降;为了使低空发射的飞行器具有足够的加速度,需要高比冲和高燃速推进剂,而高燃速复合推进剂的压力指数一般都大,使推进系统在燃烧室压力变化时反应很敏感.双推进剂药柱方案(图1),可以克服端面燃烧发动机的弱点.

轴向喷注端面燃烧固液火箭发动机数值仿真

针对一种轴向喷注端面燃烧固液火箭发动机开展了研究,分析了该类发动机的燃烧机理,建立了考虑气-固边界耦合及燃料热解的发动机燃烧流动仿真模型,对发动机内流场进行了数值仿真.分析认为:发动机内存在端面燃烧和侧面燃烧两种燃烧状态,燃烧状态主要受氧化剂流速的影响.当氧化剂流速跨越转变速度后,燃烧状态发生改变.发动机流场数值仿真结果同样表明:不同氧化剂流速下发动机内存在上述两种燃烧状态,仿真得到的转变速度区间与文献试验结果吻合较好.

端部初始燃面可变的星孔火箭装药燃烧特性

采用上、下端面均无包覆星孔装药的小型自由装填式固体火箭发动机,其药柱端面与垫片间的间隙会受温度等因素影响而发生变化。端部初始燃面变化规律较为复杂,无法使用经典的燃面计算理论。通过引入端面燃烧参与度和端面等效燃烧厚度的方法,结合试验条件导出了燃面面积经验计算公式,解决了端部初始燃面可变的星孔火箭装药燃面计算问题。研究了不同温度条件下火箭发动机性能的变化,得出了温度对火箭发动机性能的影响规律和可用于指导实际工程应用的结论。

某端燃固体火箭发动机脱粘面临界尺寸的研究

建立了含脱粘面的某固体火箭发动机工作过程的数学模型,根据脱粘面不扩展条件下得到的发动机工作过程中压力变化仿真曲线,进行了装药应力应变场的三维粘弹性有限元计算,并采用J积分断裂判据,预估了在发动机工作过程中脱粘面可能发生扩展时的临界尺寸。

AP的聚集对CTPB推进剂端燃药柱边界效应的影响

为考察AP的聚集对端燃药柱燃烧边界效应的影响,以CTPB推进剂端燃药柱为研究对象,从药柱剖切面的中心到边界进行等距取样,分别采用GJB 770B—2005和SEM-EDS测试了不同部位试样的燃速和Cl元素含量(代表AP含量)。结果表明,在药柱剖切面上,燃速由中心向边界逐渐增加,呈现出典型的燃速边界效应;同样,AP含量也由中心向边界逐渐增加,表明燃速边界效应是由AP含量分布不均造成的。浇注方式对端燃药柱燃速边界效应具有明显影响,采用全燃面浇注方式可以消除药浆浇注过程中侧向流动导致的AP含量分布不均的现象,从而弱化燃速边界效应,有助于提高端燃药柱的燃烧稳定性。

嵌金属丝端燃装药方案绝热层设计方法

根据固体火箭发动机绝热防护模型,提出了一种嵌金属丝端燃装药绝热层设计方法。用该法对某特定发动机燃烧室绝热层的设计结果表明:与动机原绝热层烧蚀相比,用本方法设计的绝热层可在绝热防护达到安全要求的同时,最大化地降低发动机消极质量。

Single neuron network PI control of high reliability linear induction motor for Maglev

The paper deals with a new model of linear induction motor (LIM) to improve the reliability of the system. Based on the normal equation circuit of LIM considering the dynamic end effect, an equivalent circuit model with compensation of large end effect is constructed when the end effect force at synchronism is of braking character. The equivalent circuit model is used for secondary-flux oriented control of LIM. Single neuron network PI unit for LIM servo-drive is also discussed. The effectiveness of mathematical model for drive control is verified by simulations.

Winnin反掠海导弹诱饵系统

澳大利亚的一种名为 Winnin的反舰导弹诱饵系统的研制计划正进入全面工程发展阶段,Winnin 是一种以盘旋火箭为基础的全天侯、快速发射的诱饵系统。由于澳大利亚海军的需求量太少,不能以规模经济生产,该国正在寻找海外合作者以分担研制经费,特别是负责制造电子有效载荷。澳大利亚自己正在集中力量研制盘旋火箭。

MX导弹发射架的燃气发生器

目前,MX导弹发射架中采用了五种不同类型的固体推进剂燃气发生器。前四种均采用气动作动筒,第五种则是水冷式燃气发生器。近年来,随着对发射架要求的改变,上述两种基本类型的燃气发生器也有了明显的变化。现在,内安装的作动筒发生器已用来代替外安装的作动筒发生器。而水冷式燃气发生器则代替了热燃气弹射系统。这两种新发生器的样机业已研制出来,并作了试验。试验结果表明了新设计方案的优越性。此外,这两种新设计方案还可大幅度地降低发射架的寿命周期成本。