一种固冲发动机用流量调节装置设计

为了使冲压发动机适应更宽广的工作包线,提高工作性能,充分发挥推进剂的能量,必须设计燃气发生器流量调节装置。文中针对一种固冲发动机用流量调节装置进行了设计,完成了结构与内流场仿真计算,在仿真计算的基础上加工试验件完成了热试试验,试验结果表明设计的流量调节装置满足冲压发动机要求,可以为流量调节装置将来的实际应用作技术储备。

固体火箭冲压发动机补燃室绝热层烧蚀试验研究

补燃室热防护系统研究是飞航导弹固冲发动机研究的一项重要内容。设计了固冲试验发动机,采用新型绝热材料作为补燃室绝热层,并通过直连式试验研究考核该绝热层在补燃室恶劣条件下的工作情况,为固冲发动机补燃室热防护系统研究提供了可借鉴的资料。

空燃比对固冲发动机二次燃烧的影响研究

为有效的组织固体火箭冲压发动机的二次燃烧,采用标准二方程模型、EDM(eddy-dissipation-model)模型和粒子燃烧King模型,对二元双下侧进气式固体火箭冲压发动机补燃室三维两相流进行了数值模拟。得到了不同空燃比条件下补燃室内流场参数的分布规律并对其进行了初步分析。结果表明:在一定范围内空燃比的变化会引起补燃室各参数分布的变化,从而显著影响固冲发动机二次燃烧。

固冲发动机地面试验测控系统研究

针对固体火箭冲压发动机(以下简称固冲发动机)地面试验,在对原试验设备进行改进设计和建设的基础上,基于虚拟仪器技术搭建了参数测控硬件平台,同时利用LabVIEW7.0开发了一套包含参数控制、参数标定、数据测量和数据处理在内的发动机地面试验测控系统;应用该试验系统实现了固冲发动机地面试验的模拟进气参数控制与测量和固冲发动机试验过程参数控制与测量,实现了快速试验数据处理;完成的大量固冲发动机地面试验表明系统具有扩充性好、使用方便和稳定性高等特点。

某两侧进气固冲发动机补燃室沉积研究

采用纯气相燃烧模型对某两侧进气固冲发动机补燃室内流场进行了数值模拟,根据流线图对补燃室内的沉积分布进行了预测,并与试验结果进行了对比。结果表明,该构型固冲发动机补燃室内的沉积主要集中在进气道对称平面的补燃室壁面及冲压喷管收敛段,补燃室头部也有部分沉积;补燃室内的沉积包括一次燃烧产物中未燃烧完全的凝相粒子和二次燃烧产物冷凝形成的凝相粒子;采用纯气相模拟可以对该构型的补燃室沉积分布情况进行定性预测。

固体火箭冲压发动机一体化CAD系统设计

针对固体火箭冲压发动机的特点 ,研制了固体火箭冲压发动机 CAD软件 ,该软件系统包括了燃气发生器设计、助推补燃室设计、进气道设计、发动机性能计算和飞行弹道的计算。使用该系统可进行固体火箭冲压发动机总体方案论证 ,预估发动机的主要结构尺寸和发动机的整体性能。本文以一假想的空 -空弹用固冲发动机方案设计为例 ,介绍固冲发动机设计步骤和软件系统的特点。

掺混装置对固冲发动机掺混燃烧性能的影响

为了强化补燃室的掺混燃烧,提高发动机的性能,采用数值仿真和直连试验相结合的方法研究了掺混装置对发动机性能的影响。研究表明采用掺混装置后发动机的性能大幅提升,典型工作状态下,补燃室总压和特征速度提高约8%,发动机名义推力提高约19%。

固体火箭冲压发动机在空空导弹上应用的优势

通过对采用固体火箭冲压发动机和固体火箭发动机的导弹在不同高度下的弹道性能计算和分析,得出采用固体火箭冲压发动机的导弹在射程、速度、机动性等方面都比采用固体火箭发动机的导弹具有很大的优越性,希望能够为我国今后发展固体火箭冲压发动机技术提供一些理论支撑。

固体火箭冲压发动机的若干技术问题

简述了固体火箭冲压发动机类型及工作原理,总体评价了固体火箭冲压发动机发展时快时慢的原因,弹-机一体化设计、贫氧推进剂、进气道、转级机构、补燃室等设计中应注意的问题,提出了应加强的研究工作,即开展高能低沉积燃烧产物贫氧推进剂研究;完善多种燃气流量调节装置方案,提高其可靠性;进一步开展一次燃烧和二次掺混燃烧的理论和实验研究,提高燃烧效率;尽快建立自由射流等试验研究手段,开展相关的研究工作;适时开展固体燃料冲压、固体超燃冲压及膏体冲压等发动机的研究,不断拓宽应用领域。

固体火箭冲压发动机设计计算一体化

为了简化固体火箭冲压发动机的设计过程,减少工作量,基于AC IS几何造型平台开发了固体火箭冲压发动机的三维CAD软件,该软件能预估固冲发动机主要部件的结构尺寸和发动机性能并实现了图形的实时显示,使该系统可进行固体火箭冲压发动机总体方案论证。为了验证该软件设计结果的准确性,对某设计点的进气道和补燃室的流场进行了数值仿真。结果表明:数值仿真结果在一定程度上与设计值吻合较好,验证了设计方法的有效性。与国内相同类型软件相比较,该软件的性能计算准确性高,CAD图形处理能力强,实现了固体火箭冲压发动机的参数化设计、计算一体化。

基于模糊切换增益调节的燃气流量滑模控制

将模糊控制方法与滑模控制方法相结合,针对燃气流量调节伺服系统设计一种基于模糊切换增益调节的滑模控制器,固冲发动机流量调节伺服控制系统的不确定部分通过滑模控制器来补偿,从而可实现固冲发动机流量调节伺服系统的鲁棒控制;使用matlab对固冲发动机流量调节伺服系统进行建模仿真并与单纯使用滑模控制方法进行比较,仿真结果表明基于模糊切换增益调节的固冲发动机模糊滑模控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,采用该控制方案能有效的抑制系统随机干扰对控制系统的不利影响,控制效果优于纯滑模控制方法,消弱了控制信号的抖振,为提高固冲发动机流量调节控制系统的动态性能奠定基础。

基于Annubar流量计测试固冲发动机进气流量

介绍了一种适用于高温、高压,拥有大量程比的差压式气体质量流量计——Annubar流量计,并成功地将其应用于固冲直连试验系统中。试验证明:Annubar流量计很好地解决了固冲发动机进气的高温、高压、大流量测量问题,比传统的流量计拥有更大的量程比和更小的不可恢复压力损失,可准确地测量出高温来流的质量流量。

无喷管固体火箭发动机内弹道计算

给出了一种无喷管固体火箭发动机内弹道计算方法,利用此算法就无喷管固体火箭发动机结构和装药等参数对性能的影响状况进行了分析,并得出结论:装药形式、结构尺寸、固体推进剂的燃烧规律与试验温度都对无喷管固体火箭发动机内弹道性能有影响。

一种用于模拟侧滑角影响的限流喷管设计

为研究侧滑对双下侧进气固冲发动机性能的影响,可在连管试验系统上通过使用一系列不同喉径的限流喷管来改变固冲发动机左右进气道流量,从而近似模拟侧滑时的进气状态。本文详细论述了这种限流喷管设计过程,并通过阿牛巴流量计对限流喷管实际流量进行了标定。结果表明,限流喷管的设计方法正确,使用该方法可以改变发动机左右进气道流量。

基于摩擦模型的固冲发动机流量调节控制

针对固冲发动机流量调节伺服控制系统在实际运行中存在摩擦负载的问题,提出一种基于Lu Gre模型的自适应摩擦补偿方法。考虑到摩擦模型的参数会随系统变化而发生改变,采用反步(Backstepping)方法设计自适应摩擦补偿控制方案。在分析流量调节伺服系统数学模型的基础上,运用Matlab对伺服系统直流无刷电机电流、速度、位置三闭环系统进行建模和系统仿真,并与采用常规PID算法的系统进行了比较。仿真结果表明基于Lu Gre摩擦模型的Backstepping自适应摩擦补偿控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,优于常规PID控制系统的性能。采用该补偿方案能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,为提高固冲发动机流量调节伺服系统的动态跟踪性能奠定基础。

引入名义模型的固冲发动机流量反演滑模控制

为了有效的抑制固冲发动机燃气流量调节伺服系统随机干扰对控制系统的不利影响,设计了一种针对名义模型的反演控制器,固冲发动机流量调节伺服控制系统的不确定部分通过滑模控制器来补偿,将反演控制方法与滑模控制方法相结合,可实现固冲发动机流量调节伺服系统的鲁棒控制。使用Matlab的Simulink对固冲发动机流量调节伺服系统进行建模仿真并与传统PID控制方法进行比较,仿真结果表明基于名义模型的固冲发动机反演滑模控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,控制效果优于常规PID控制方法,为提高固冲发动机流量调节控制系统的动态性能奠定基础。

接近开关在固冲发动机转级试验中的应用

为判断固冲发动机楔板式入口堵盖打开的可靠性,并确定准确的转级时序,需要开展进气道入口堵盖的打开试验。本文介绍了一种涡流式接近开关,并利用其测试入口堵盖的打开时间和同步性,考核进气道入口堵盖打开的可靠性。结果表明,楔板式入口堵盖打开正常,打开时间约10ms,两侧同步性较好。通过试验,证明涡流式接近开关在复杂环境中工作可靠,可以完成以上各项测试功能。