基于补燃循环低温液氧/煤油火箭的POGO稳定性分析

以采用低温液氧/煤油补燃循环发动机的某运载火箭为研究对象,根据动量方程、能量方程和质量守恒方程,用模块化方法建立了补燃循环发动机特有的燃气发生器、涡轮、燃气导管和气-液型推力室的传递矩阵模型,基于Nyquist判据建立了全箭纵向耦合振动(POGO)稳定性分析模型。用新模型分析了该运载火箭的POGO稳定性,确定了蓄压器pV值设计要求为0.4MPa·L。飞行试验考核表明:整个飞行中未发生POGO振动,理论分析结论与飞行试验结论一致,稳定性分析模型合理可靠,可用于后续采用低温液氧/煤油补燃循环发动机火箭的POGO稳定性分析。

动力冗余液体捆绑火箭的POGO稳定性分析

针对动力冗余和交叉输送技术向液体捆绑火箭的POGO振动稳定性分析提出的新任务,考虑独立工作(模式1)、一台助推发动机故障助推贮箱向芯级发动机供给推进剂(模式2)和两助推器同时向芯级发动机供给推进剂(模式3)三种工作模式,利用改进的Rubin方法分别建立液体捆绑火箭POGO稳定性的分析模型。数值计算分析表明,模式1和3下,POGO稳定性对助推蓄压器能量值的敏感程度强过芯级蓄压器。降低泵增益能提高液体捆绑火箭POGO稳定性,其中氧化剂泵的影响强于燃料泵,助推泵的影响强于芯级泵。助推燃料泵柔度的增加会降低燃路系统频率,可能诱发POGO振动,其中模式2下影响最大。本文工作为优化液体捆绑火箭动力冗余系统、抑制POGO振动提供了理论依据。