液体推进剂一甲肼与水二元物系汽液相平衡的研究

一甲肼是一种重要的液体推进剂,分离反应过程所生成的水是确保一甲肼质量的关键。测定了甲基肼－水（ＭＭＨ－Ｈ２Ｏ）物系在１０１．３３ｋＰａ下的汽液平衡,以及电解质对其汽液平衡的影响。采用盐效应和溶剂化的方法,研究了不同电解质对ＭＭＨ－Ｈ２Ｏ汽液平衡的盐效应。     

空气中一甲肼监测的固体吸附/分光光度法

研究了用固体吸附和分光光度监测空气中一甲肼浓度的方法，试验了标准气、采样管、比色酸度范围、温度、光强和干扰气对测试结果的影响。结果表明：以研制成的固体采样管富集采样，用对二甲氨基苯甲醛作显色剂，在470nm波长，2cm光径的比色皿，采集100L气样时，方法最低检出浓度为0．0031mg／m3，平均变异系数0．036，平均相对误差5．5％，测量范围为0．010mg／m3～2．50mg／m3。     

分光光度法测定空气中甲基肼浓度测量不确定度评定

测量不确定度是对测量结果质量的定量表征,其定义为"与测量结果相关联的参数,表征合理赋予的被测量量值的分散性"[1].用测量不确定度对测量结果及其质量进行评定和表示在许多计量和检测领域已得到广泛认可.甲基肼是常用的液体推进剂燃料,具有一定的挥发性.空气中的甲基肼主要是在甲基肼的生产、运输、储存及使用过程中因泄漏而产生的.甲基肼属于二级高毒物,会对人体的神经系统和肾脏造成损害,因此空气中甲基肼检测数据的有效性具有重要意义.本文通过对分光光度法测定空气中甲基肼浓度的测定过程进行分析,讨论了不确定度的影响因素,并依据JJF1059-1999<测量不确定度评定与表示>[2],对各不确定度分量和测量结果的不确定度进行了评定.     

卫星用钴基毛细管材料与肼相容性的研究——静态相容性

本文进行了钴基毛细管材料在不同温度(50℃、80℃、95℃)下肼静态浸泡试验,并测试了材料各种力学性能、观察了组织、研究了材料对液态无水肼特性的影响。结果表明,该毛细管材料与肼具有良好的相容性,可作为较长时间使用的卫星姿控推力器喷肼毛细管用材料。     

1kW级肼电弧加热发动机工程样机研究

为了满足静止轨道卫星及中低轨道卫星降低重量、延长寿命的需要,北京控制工程研究所近年来开展了电弧加热发动机的研究工作,目前正在进行1kW级肼电弧加热发动机工程样机的研制。介绍了1kW级肼电弧加热发动机工程样机研制工作的进展情况。该项研制工作的目标是：完成电弧加热发动机的设计、加工和500h寿命试验。预期发动机功耗为1kW左右,比冲为4.5～5.5N.s/g,推力为75～150mN。目前已经完成了第一轮的发动机设计、加工和性能测试工作。出于安全性的考虑,目前的测试暂时是用N2和NH3的混合气体模拟肼进行的,测试获得了发动机的比冲、推力、效率等数据。在模拟肼的流量为18～30mg时,发动机的推力为100～150mN,比冲在5N.s/g左右,满足设计指标要求。预期采用单组元肼作为推进剂后,比冲将有所提高。     

一种铁基合金与肼相容性的研究

本文研究了一种铁基高温合金毛细管材料与肼的相容性。结果表明，该合金毛细管与肼具有良好的相容性，可满足卫星运行１４万次脉冲寿命要求、且压降稳定、能保持在０．１５±０．０２ＭＰａ范围内。     

航天主要金属结构材料与肼的相容性

概括地探讨了金属材料和肼相容性的基本原理和研究重点，叙述了６０年代以来国外金属材料和肼相容性研究的发展，较详细地介绍了了钛合金，不锈钢和铝合金在推进剂中相容性的研究成果并进行了总结归纳。     

卫星用钴甚毛细管材料与胼相容性的研究——动态相容性

本文在合金与肼静态相容性研究的基础上进一步研究了合金与肼的动态相容性,通过动态模拟试验,重点考查了在实际使用条件下,合金对氢脆敏感性、抗氮化能力、组织稳定性和力学性能等方面的情况。结果表明:该合金氢脆敏感性小,抗氮化能力强,冷热疲劳及抗腐蚀性能好,在动态模拟中以及应力条件下合金组织和性能都比较稳定;它不但对肼有良好的静态相容性,而且有良好的动态相容性,是一种良好的卫星姿控推力器喷肼毛细管用材料。     

四氧化二氮/一甲基肼推力室研制

本文主要介绍90N和490N两种四氧化二氮/一甲基肼推力室的设计及试验概况.     

航天飞机轨道器姿态控制发动机

本文着重讨论姿控发动机用四氧化二氮与一甲肼或偏二甲肼组合的推进剂的性能,提出了航天飞机姿态控制系统研制中的技术难点.并对国外航天飞机反作用控制系统作了部分介绍.     

液体火箭发动机燃烧室燃烧效率计算理论

本文提出了一个高压液体双组元自燃推进剂火箭发动机燃烧室计算模型。利用此模型对特种发动机燃烧室不同工况进行了计算,所得结果和各参数变化规律与试验数据相符合。该模型能将燃烧历程与燃烧室结构参数、工作参数、推进剂特性等关联起来,因而可为燃烧室设计提供理论予测。      

大气中N2O4/UDMH推进剂蒸发特性的研究

正确评估火箭爆炸后残留于地面的有毒推进剂形成的毒气的危害范围 ,关键问题之一是弄清楚渗入泥土中有毒推进剂的蒸发规律。介绍了 N2 O4/ UDMH推进剂在大气中蒸发的实验研究结果以及一种推进剂蒸发速率计算数学模型 ,实验结果与模型计算结果基本一致     

UDMH／N2O4爆炸冲击波特性研究

研究了ＵＤＭＨ／Ｎ２Ｏ４爆炸冲击波的一般机理和规律，引进了ＴＮＴ等价重量、极限当量两个基本概念，建立了三种爆炸模式，从理论上对爆炸冲击波特性进行了计算，确立了各种冲击波特性参数的分布规律。计算结果与国外有关资料进行了比较，数据基本吻合，并针对１０ｋｇ、５０ｋｇ、１００ｋｇ、３００ｋｇ实验进行了计算和比较。     

液体火箭爆炸地面推进剂残余量实验研究

为航天发射场安全技术文件的制定提供推进剂污染方面的数据，进行了四氧化二氮（N2O4）和偏二甲肼（UDMH）爆炸实验研究，获得了地面推进剂残余量和毒气扩散的实验测量数据，提出的液体火箭爆炸地面上推进剂污染范围和残余量等参数的计算公式可以用于工程估算。     

螺旋爆轰内部胞格结构实验探索

为研究螺旋爆轰胞格结构,选取预混气C2H2+2.5O2+85%Ar、C2H2+2.5O2+70%Ar与C2H2+5N2O在光滑管中进行爆轰实验,使用烟膜记录管道侧壁与端面胞格结构。编写MATLAB程序处理烟膜记录,比较侧壁横波间距、端面胞格直径平均值,以及相邻端面胞格中心点距离平均值与标准差。其中,侧壁横波间距明显大于管壁附近端面胞格直径平均值。另外,相较于稳定气,不稳定气近管壁与近管轴区域的端面胞格直径差异更大,不同压力下预混气C2H2+5N2O近管壁与近管轴区域的端面胞格直径差异分别为47.91 %、59.64 %、40.42 % 与37.21 %。为进一步探索爆轰波内部结构,使用CH4+2O2在5 mm、15 mm与25 mm宽度的环形管进行实验,对比侧壁及端面烟膜结果可观测到内部螺旋横波旋转方式。相对环管宽度而言,初始压力是胞格尺寸的主要影响参数,而整体上外侧壁胞格尺寸稍大于内侧壁胞格尺寸。     

高马赫数涡轮发动机射流预冷特性研究

射流预冷涡轮基发动机在高空高马赫数工作时对冷却水和液氧具有迫切的需求。本文以气液相变冷却机制为切入点，开展高空模拟试验进气预冷段内水-液氧射流冷却的数值分析，考虑真实雾滴颗粒运动的热力现象，基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质传输过程，分析水-液氧混合射流对高马赫数涡轮发动机预冷段内流动及换热特性的影响规律。结果表明，水-液氧射流雾化蒸发的效果具有即时性，基于水雾-水蒸汽比热大和汽化焓高的特点，水雾浓度对主流总温降和总压恢复占主导性；而液氧浓度有利于降低湿空气的热流密度。在射流浓度2%-8%时，预冷段总压降系数为0.84%-1.27%，总温降系数范围为2.15%-15.12%，即温降范围为12.92K-90.89K。为平衡高空高马赫数时冷却水和液氧的需求，需控制水-液氧的射流比例，液氧射流量建议小于60%的总射流浓度。在“40%水-60%液氧”的射流比例时预冷段内流动和传热特性达到局部最优。在发动机物理转速不变时，射流冷却后预冷段内湿空气来流质量流量增幅0.22%-9.39%，其中空气和水蒸气含量的贡献份额分别约为71.8%和28.2%。因此，射流预冷有利于涡轮发动机在高马赫数时具有更高的加速度。     

气相色谱测定偏二甲肼纯度方法的改进

研究了气相色谱内标法代替常规的标准工作曲线法测定偏二甲肼纯度（ＵＤＭＨ）。用内标与偏二甲肼混合样品,避免了微量进样不准确的缺陷。结果表明,该方法相对标准偏差接近于１％,回收率大于９８．０％。     

双组元高室压脉冲火箭发动机工作特性分析

为了研究高室压脉冲火箭发动机的工作特性,在分析其工作原理的基础上建立了数学模型,其中燃烧室和挤压腔采用零维模型,喷管采用一维准稳态模型,采用四阶Runge-Kutta法进行了求解.结果表明,燃烧室的最大压强和平均压强都高于推进剂供给压强,而挤压过程中进出燃烧室的质量不守恒是压强升高的原因.与常规液体火箭发动机相比较表明,脉冲火箭发动机的真空比冲提高了7.5%,而喉部面积仅为其10.2%.