甲基肼-四氧化二氮气相燃烧反应机理构建及反应特性研究

基于层级结构思路构建了包含24组分和25步基元反应的自燃MMH-NTO简化燃烧反应机理Mech25.Mech25机理中MMH-NTO燃烧反应过程包括冷反应(积累热量和自由基)、着火反应(快速放热)、高温燃烧反应(反应平衡)3个阶段.反应机理包含了CH_(3)NHNH_(2)逐步脱氢反应、HONO分解反应、小分子及自由基反应与高温分解反应等.温度敏感性分析表明燃烧温度对CH_(3)NHNH_(2)与CH_(3)NNH脱氢反应最为敏感;热释放速率分析表明CH_(3)NNH与HCO的氧化反应对热释放贡献最大,而HONO分解反应吸热效应最显著,H_(2)O分解反应促使反应由快速放热转为平衡反应;着火延迟敏感性分析表明其对R2反应最为敏感,反应(R2)活化能值对能否发生自着火至关重要;氧燃比影响分析表明,终产物H_(2)O与N_(2)非同步达峰在近当量燃烧区域产生了温度对氧燃比变化不敏感的平台区.与已有简化机理相比,Mech25机理对MMH-NTO反应终态温度预测最为准确,其值与详细机理偏差仅为0.2%.

固体姿轨控发动机复杂电磁环境电磁效应 分析方法构建研究

目的构建固体姿轨控发动机不同场景下的复杂电磁环境电磁效应分析方法。方法通过将固体姿轨控发动机的复杂模型逐层分解,根据各部件级模型的电磁敏感特性,建立电磁敏感度模型。从系统级、整机级、部件级、PCB板级到器件级分析固体姿轨控发动机所面临的复杂环境,并对固体姿轨控发动机电磁特性进行分层解析研究。结果对固体姿轨控发动机所面临的电磁环境场景进行分类,分为待发射、中段飞行、末段对敌3个主要场景,并对3类场景下的干扰源进行分类,得出复杂电磁环境下固体姿轨控发动机电磁干扰源及敏感体,以及电磁耦合干扰矩阵。结论本研究对于开展固体姿轨控发动机在复杂电磁环境下的稳定性和可靠性研究具有指导作用,为进一步的电磁特性仿真与验证研究奠定了坚实的基础。

供应商穿透式管理在姿轨控发动机产品中的实践

供应商穿透式管理是实现产品成本控制、不断提升产品质量的关键途径,在国有企业供应链管理中发挥了关键作用。为了提升姿轨控发动机产品供应商管理水平,实现事后处理向事前预防平稳转变,本文阐述了供应商管理的现状,分析了供应商管理的关键问题,包括对供应商管控能力不足、过程管理欠缺和风险识别滞后等,并结合产品质量、进度保证和管理成本提出了供应商全级次穿透式管理方法,并初步进行了实践,取得了良好的效果。

轨姿控发动机振动试验夹具结构拓扑优化

针对轨姿控发动机部分振动试验夹具存在质量偏大、频率特性差等问题,采取拓扑优化的方法对典型试验夹具进行了结构设计改进。基于Optistruct的拓扑优化模块,讨论了动力学拓扑优化模型及多目标优化的实现策略,介绍了离散度参数及最小成员尺寸等优化控制参数的设置。通过对推力装置块状试验夹具的拓扑优化,研究了优化目标及控制参数对优化结果的影响。优化后夹具频率特性满足试验要求,减速效果明显。通过实物振动试验,验证了正弦振动和随机振动试验条件下夹具控制响应平稳,满足试验容差要求。最后,通过对某型轨姿控发动机整机锥状试验夹具的结构设计改进,进一步拓展应用了拓扑优化方法。仿真结果表明,优化后夹具的模态频率和动态响应特性显著改善,为后续发动机振动试验夹具设计提供借鉴。

液氧/甲烷轨姿控推进系统集成演示试验

为验证液氧/甲烷轨姿控一体化推进系统涉及的主要关键技术和安全操作流程,上海空间推进研究所研制了国内首款氦气恒压挤压式液氧甲烷推进系统演示样机。历时3年,演示样机于2021年底顺利完成多轮次地面热试车考核,系统运行平稳,轨/姿控发动机工作协调、产品状态良好。介绍了演示样机的设计方案、研制历程和集成演示试验结果,以及轨/姿控发动机的设计与试验情况。液氧甲烷推进系统累计完成48次/约6000 s系统冷/热态试验考核,配套的5 kN轨控发动机累计完成点火工作40次/1860 s,配套的150 N/25 N姿控发动机累计完成稳态工作1690 s/脉冲点火约1250次。演示样机热试车的成功,标志着我国液氧甲烷空间推进系统实现了从“0”到“1”的突破,为后续型号工程应用奠定了基础,也为我国液体空间动力的升级换代和可持续发展提供了有力支撑。

姿轨控发动机结构的中频振动响应分析

为了提高姿轨控发动机结构环境试验的设计水平,迫切需要研究相应的环境试验响应分析方法。基于姿轨控发动机中频振动特征明显这一特点,综合考虑各组件的模态数及结构特征,为姿轨控发动机建立了适用于中频响应分析的混合有限元-统计能量分析(FE-SEA)模型。在地面试验中,由于使用振动台,输入功率无法直接采用现有理论进行计算,提出了一种基于连接界面随机振动加速度功率谱密度的振动台激励输入功率计算方法,用以实现发动机结构在振动台激振下的响应预示。基于混合有限元-统计能量分析的姿轨控发动机结构响应预示结果与振动台试验的响应测量结果比较,结果表明,混合有限元-统计能量分析方法在中频分析频段内能够准确预示结构响应,当随机子系统的模态数大于3时,对应中心频率下的结构中频响应预示误差均小于±3 dB,具有良好的环境试验响应预示精度。混合FE-SEA方法的预示结果准确性与随机子系统在分析频带内的模态数密切相关,当模态数较小时,预示结果与试验结果在较低频带的误差变得显著。该研究内容为姿轨控发动机结构的中频振动响应分析提供了有效参考。

力传感器静态自动推力校准算法

本文针对姿轨控发动机点火试车试验的推力测量,为提高试验前的推力校准效率,保障试验进度,基于推力校准的操作规程,设计开发了一种力传感器静态自动推力校准算法。算法经硬件平台验证,结果证明其适用可行。

试车振动数据FFT批处理算法

本文梳理了姿轨控发动机点火试车振动数据频域处理过程,针对在频谱分析软件中处理振动数据存在较多人工操作步骤,设计开发振动数据FFT批处理算法。经算法验证,结果证明其可行有效,提高数据交付的快速准确性。

雷伞系统稳定特性及控制技术研究

随着火箭助飞鱼雷入水速度越来越高,鱼雷入水安全性对入水姿态变化越来越敏感,而在雷伞系统降落过程中,极易出现圆锥摆运动,导致鱼雷入水时攻角过大,巨大的击水载荷会使鱼雷结构发生破坏。为提高鱼雷入水安全性,需采取一定的稳定控制措施,有效减小鱼雷入水前攻角。文章结合雷伞系统多体运动仿真模型和基于脉冲姿控发动机的姿态控制策略开展雷伞系统姿态控制技术研究,对鱼雷入水前的雷伞弹道和带伞姿控过程进行了仿真,仿真结果表明,当降落伞锥摆频率与鱼雷摆动频率接近时鱼雷才会出现明显的锥摆运动,而通过引入姿控过程破坏鱼雷自身锥摆频率可以显著减小降落伞锥摆对鱼雷的影响,使得在一定条件下带伞姿控可以取得很好的姿态控制效果。

国外复合材料推力室技术研究进展

介绍了国外姿控轨控发动机复合材料推力室研究进展,包括推力室复合材料性能、复合材料推力室成形工艺、复合材料推力室连接技术。与难熔金属推力室相比,它具有密度低、使用温度高、无需冷却等优点,可大幅度减轻发动机结构质量,提高发动机比冲,在国外姿控轨控发动机上得到广泛应用。

小推力姿控轨控火箭发动机材料技术研究现状

概述了国内外小推力姿控轨控液体火箭发动机新材料的研究和应用进展。姿控轨控液体火箭发动机推力室已从高性能铌/硅化物材料体系向复合材料推力室技术发展,研制耐高温性能更好的新型材料体系和高温抗氧化涂层以及将他们应用于推力室身部的工艺研究是提高姿控轨控液体火箭发动机技术水平的有效途径。

真空羽流场的 N-S 和 DSMC 耦合数值模拟

根据调姿发动机真空羽流场的特点，采用差分求解Ｎ－Ｓ方程数值模拟喷管内流场，用ＤＳＭＣ方法数值模拟喷管外羽流场，得到了符合流动规律的数值模拟结果。为姿控发动机喷管设计提供了参考，并为真空羽流污染研究打下了良好的基础。

微波等离子推进器(MPT)的应用探索研究

重点分析讨论了微波等离子推进器（ＭＰＴ）的基本原理、结构特征和应用前景，并通过对已有理论与实验研究结果的分析，认为ＭＰＴ是一种高比冲、长寿命的小推力动力装置，特别适合用作空间动力，进行航天器的轨道转移、姿态控制、位置保持、对接交会和星际航行。尽管ＭＰＴ目前仍处于理论探索与实验研究阶段，但研究结果表明，它是前景十分诱人的新型空间动力系统。

空间飞行器姿控发动机布局方式的优选

在液体推进剂动力系统质量模型的基础上,针对采用双组元推进剂姿控发动机的空间飞行器,在总有效控制冲量和有效冲量矩一定的条件下,提出了优选动力系统总质量最轻的姿控发动机布局方案的一种途径。

轻型动能拦截器固体控制发动机方案分析

对国外轻型动能杀伤飞行器（ＫＫＶ）采用固体燃气发生器作动力的控制发动机方案进行了分析，比较了变流率燃气发生器、装药设计和脉宽调制变推力执行机构方案等，提出了适合国内技术条件的可行方案，并讨论了有关技术问题。

单组元发动机热回浸现象的理论分析

用有限元法数值分析了通讯卫星上用于姿态和轨道控制的单组元发动机的热回浸现象。计算表明,燃烧室工作后的热量主要是通过支撑圆杆的热回浸和辐射而散失的。所得模拟结果还说明,工程设计中采用毛细管输送燃料,确实能有效地阻止发动机工作后燃烧室中的热量通过输料管传到电磁阀,可充分保证电磁间的安全。

用Simons法计算真空羽流

姿态控制发动机真空环境下工作产生的羽流对航天器造成的影响非常明显。用Simons法对真空羽流流场进行了解析计算,包括等熵核心区和边界层膨胀区的计算,得到了符合流动规律的结果。这是一种快速计算真空羽流场物理参数分布的方法。工作对卫星、飞船和空间站上的姿态控制发动机的工程设计和科学实验具有参考价值。

自增压系统在轨姿控动力系统中的应用

自增压轨姿控动力系统结合了涡轮泵压式火箭发动机的高性能、轻质量和挤压式推进系统的可重复启动能力。降低贮箱压力和减少惰性气体用量的同时,通过采用紧凑的高压推力室减少了其他组件的结构尺寸和重量。介绍了自增压系统在轨姿控动力系统的应用优势、技术特点、工作原理和目前的技术发展情况,分析了相应的关键技术,并基于目前技术基础,展望了发展的必要性和技术策略及途径。

一种新概念固体姿控发动机简介

简要介绍了目前卫星姿控发动机的应用现状及发展趋势 ,提出了一种以光化学分解为基础的工作过程可控的固体姿控发动机新概念。

姿控发动机推力测量系统的动态建模与补偿

在姿控发动机的瞬态推力测量中,推力测量系统的动态特性是影响推力准确测量的一个至关重要的因素。根据姿控发动机推力测量的特点,针对某型号姿控发动机设计了专用的试车台架,采用了动态标定、动态补偿和计算机仿真有机结合的方法,对推力测量系统动态特性的改善进行了研究。仿真结果表明,此方法在改善推力测量系统动态性能方面是行之有效的,可将其进一步推广到其它动态测量系统。