喉栓式固体轨控发动机单阀推力偏差不确定性分析

喉栓式固体姿轨控发动机推力精确调控能力直接关系到飞行器姿态和轨道控制精度,几何参数、物性参数和环境参数等不确定性因素会引起发动机实际推力与名义推力的偏差,影响其推力调控精度。为研究不确定性因素在发动机推力调控中产生的影响,结合数值仿真和不确定性分析理论,对喉栓式轨控发动机推力偏差进行不确定性分析。建立轨控发动机单阀推力仿真模型,进而考虑参数不确定性计算推力偏差不确定性响应。根据输入不确定性参数和推力偏差响应样本,构造轨控发动机单阀推力偏差的Kriging模型并评估其精度。在此基础上,采用蒙特卡洛模拟法(MCS)计算单阀推力偏差的概率统计特性,实现固体轨控发动机推力偏差不确定性分析,与直接调用仿真模型的MCS方法相比,大幅减少计算耗时,为工程研究人员提供一种高效可行的发动机推力偏差不确定性分析方法和思路。

固体火箭发动机能量管理技术及其新进展

固体发动机在工作过程,中通过对能量输出进行调节控制,可明显提高武器系统性能。文章综述了固体双脉冲发动机、固体变推力发动机、固体姿轨控发动机3种典型能量管理发动机技术国内外研究现状。通过对固体发动机能量管理技术发展特点及趋势进行分析,梳理了3种典型发动机关键技术进展情况,并对固体火箭发动机能量管理技术提出了相关建议。

固体姿轨控发动机燃气电磁阀快速驱动电路研究

提出了一种高压RC延时控制的高低压驱动电路,用于姿轨控发动机燃气阀控制。在闭合的启动阶段对线圈施加高电压提供大电流,加速电磁阀闭合;闭合的保持阶段施加低电压维持较小电流,保证线圈安全,降低功耗;开启阶段加速线圈电流泄放,提高开启速度,满足了发动机快速关断和开启的要求;信号电路和功率电路相互隔离;RC电路作为高电压延时器件,只需1路控制信号,电路得以简化。

固体姿轨控比例推力器动态特性研究

为研究直流伺服电机控制的固体姿轨控比例推力器动态响应特性,开展了冷流试验;并建立了相应的非线性数学仿真模型。由Matlab软件进行了推力器动态过程仿真。仿真结果与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的正确性。将推力器的动态响应过程分为三个阶段,研究了不同参数对推力器动态特性的影响。结果表明:电机参数主要影响运动触发时间和针栓运动时间;外部作用力是响应速度的重要影响因素;推力迟滞时间由自由容积大小和针栓运动速度决定。

燃气摆阀作动频率对燃烧室动态影响的数值研究与验证

为研究燃气摆阀作动对固体火箭发动机动态响应的影响,通过数值仿真,计算燃气摆阀以不同频率作动时,燃烧室压强和燃气流量的动态响应,并与试验数据进行了对比。研究表明,摆阀周期性作动,会造成燃烧室稳态压强、稳态流量相比不作动时降低,且其数值随着摆阀作动在稳态值上下波动;燃气摆阀作动频率越高,参数波动幅度越小、稳态压强下降越多;稳态压强的数值与周期平均喉面相关。

固体轨控发动机用环形点火器优化设计

针对某型固体轨控发动机发生点火延迟时间超差的问题,分析了原因,对环形点火器采取了结构优化和点火药调整等改进措施,并进行了单项点火试验、地面试车以及飞行试验的考核。结果表明:改进措施有效,环形点火器能量输出更加稳定,点火延迟时间超差问题得以解决。

固体姿轨控发动机数字样机技术研究

针对固体姿轨控发动机数字化研发需求,解决数字样机技术在固体姿轨控发动机领域的应用问题,本文构建了基于知识规则的固体姿轨控发动机几何建模方法,建立基于SST k-ω湍流模型的固体姿轨控发动机内流场高精度仿真模型,提出固体姿轨控发动机性能不确定性分析方法,开展固体姿轨控发动机多层级数字化模型集成与验证方法研究。研究结果表明:构建的固体姿轨控发动机数字样机压强和推力稳态性能偏差分别为4%和3.6%,推力连续调节过程数字样机压强和推力性能偏差分别为4.98%和6%,表明固体姿轨控发动机数字样机具有较高的性能预示精度,研究成果可应用于发动机总体方案设计和方案性能快速评估,以期推动我国固体姿轨控发动机研发模式变革,促进固体发动机设计技术创新发展,带动固体发动机行业整体实力跃升,为未来智能化固体发动机发展奠定技术基础。