液体火箭发动机技术在火炮中应用的研究

传统的固体发射药火炮技术已很完善,对它的改进已很困难,只有通过发射能源的改革才能使火炮性能取得较大的提高,液体发射药火炮由此应运而生.这是运用了液体火箭发动机中推进剂(液体药)加注、喷射、燃烧和膨胀等原理而发展起来的新一代火炮技术.它能提高火炮威力,提高使用性能,改善战场后勤供应和降低成本.再生式液体发射药火炮是液体发射药火炮中的佼佼者.液体发射药火炮研究中可借鉴液体火箭发动机的许多技术.对液体发射药火炮的工作过程和重要技术关键作了详述.     

通用的可贮存上面级发动机AESTUS Ⅱ

Aestus Ⅰ发动机是戴姆勒一奔驰公司和火箭达因公司将要合作研制的泵压式可贮存上面级发动机,它的推力室和涡轮泵(燃气发生器)设计分别参照 Aestus 和XLR-132发动机,因此具有较强的继承性。该发动机性能高、研制成本低、周期短、风险小,适用于多种运载器。本文介绍了有关技术问题和研制计划。     

苏联透露能源号和天顶号火箭发动机情况

苏联专家在布尔歇航空博览会上详细介绍了天顶号和大型能源号火箭的最新式液体燃料发动机,即低温发动机RD-0120,液氧和煤油发动机RD-170和RD-120。目前苏联已准备向国外出售这些发动机及其技术。 RD-170是在1976～1985年间研制的。据介绍,这是世界上功率最大的液体多燃烧室火箭     

双模式远地点液体火箭发动机的飞行性能

本文描述一种用于验证445N 双模式远地点液体火箭发动机(DM—LAEs)飞行性能的精确方法。采用验收试验比冲数据,应用该方法得出了转移轨道ΔV 的预测值.该预测值与ANIK—E2、ANIK—E、INTELSAT—K 飞行器的遥测结果一致,误差在0.1%以内.正常条件下,发动机单次点火的最大ΔV 偏差不到0.5%。这样好的一致性说明发动机地面比冲 I_测量值精度很高.星上六台 TRW 公司的 DM—LAEs 发动机的平均比冲为3084.2m/s。本文还完成了对测量系统的误差分析,估计 I_的3σ不确定度为±13.7m/s.这个估计结果与正常条件下地面试验比冲测量偏差一致,也与飞行时发动机单次点火ΔV 偏差测量结果一致。这种方法还可附带精确地估计发动机在轨工作时推进剂剩余量,还可对发动机偏离额定条件下工作时的性能影响进行辅助研究.     

航天飞机的返回式液体火箭助推器方案

在综合比较固体火箭助推器和液体火箭助推器的方案之后,提出了一种新的多次使用的返回式液体火箭助推器方案,概述了此方案的返回轨道;液体火箭助推器结构和主推进剂箱、推进系统设计;助推器的性能计算.这种设计最大限度地利用了现有的成熟技术,以减少成本和研制时间.这种液体火箭助推器设计是一种适应性更强、更安全的航天飞机助推器.     

液体火箭推进技术研究工作的进展

第三届国际液体火箭推进会议于1997年8月11日至13日在北京举行,中、美、俄、法、德、英、意等国航天专家、学者一百多人参加了这次会议。会上发表论文35篇,内容涉及主级推进、上面级和航天器推进、理论和试验研究、以及未来空闻探索的推进技术等。中国航天工业总公司高级技术顾问任新民院士任本届会议主席,他在会议开幕词中回顾了世界液体火箭推进技术的发展历程,并展望了21世纪液体火箭推进技术的发展前景。在此会议上发表的论文,集中地反映了近年来在液体火箭推进技术研究工作中所取得的进展。论文学术永平较高,并具有相当的深度,这对我国液体火箭推进技术今后的发展有一定的参考和借鉴作用。下面着重在几个方面作简要述评,并结合我国实际情况对今后工作提出一些想法和建议。     

大流量、高压航天反力式涡轮最佳通道气动设计

基于闭式补燃循环液体火箭发动机流量大的特点，欲设计效率水平高的航天反力式涡轮。因涡轮进出口压力均很高，而膨胀比小、载荷系数大，为保证较高的涡轮效率水平，对涡轮气动设计方法进行了优化。在涡轮进口总温、总压、转速和功率一定条件下，以AMDC／KQ涡轮叶栅损失模型为基础，依据涡轮中径的一维气动计算，对涡轮子午通道、叶栅通道及叶栅造型几组参数组合分别进行了气动设计的优化，研究了涡轮中径、叶高、叶栅稠度、导动叶喉宽匹配及动叶进口构造角对涡轮效率的影响，实现了涡轮效率水平最高。     

液体运载火箭推进剂剩余控制

论述液体推进剂剩余对运载火箭性能的影响。讨论推进剂剩余的控制方法。介绍两种型式的推进剂利用系统。     

航天飞机用的液体火箭助推器

用液体火箭发动机作为航天飞机助推器的设想虽然很早有人提出过,但被人们搁置了达20年之久.美国肮天局早期的结论认为液体火箭发动机不能承受海水浸渍.但自从“挑战者”号航天飞机固体助推器发生故障而导致灾难性事故之后,美国航天局又重新对液体助推器方案进行了考查,以了解这种方案能否对安全飞行有所改善,以及能否增加有效载荷.这段时间美国肮天局及其承包公司进行了论证,发现液体助推器有不少好处,例如一旦出现故障,实现中止飞行的可信度较高;可增加有效载荷,对低地球轨道     

美研究在航天飞机上使用液体助推器

在固体助推器发生故障导致挑战者号失事之后,美国航宇局及其承包商对20年前就提出过的使用液体助推器的设想进行了重新评价。他们发现,使用液体助推器可大大提高航天飞机的安全性,并使其低地轨道和空间站轨道有效载荷能力分别提高36％和50％。另外,有人还提议让航天飞机、先进发射系统和不载人派生型航天飞机Shuttle-C使用一种通用的液体助推器。     

液体火箭发动机的健康管理系统

目前监控航天飞机发动机(SSME)的是参数警报系统,但其不能检测早期故障,为此美国联合技术中心着手研制液体火箭发动机健康管理系统(HMS).介绍SSME的故障模式、排序及其准则.故障检测方法包括模式识别法、隔离法和人工智能法;其算法包括时间序列、线性/非线性回归和聚类等算法.给出单级和多级故障检测系统的方块图,以及HMS的功能结构图.研究表明,HMS是可行的.     

低重力或失重环境下剩余推进剂的管理和排放技术研究

论述低重力或失重境环下的液体特性,飞行器的剩余推进剂对航天飞行器的影响。讨论了在低重力或失重环境下液体推进剂的管理和空间排放技术,并提出了“长征”型号末级火箭剩余推进剂管理与排放的方案。     

液氧／烃的燃烧和冷却技术综述

介绍了高热流、高压电热管导出的对流冷却关系和结焦极限,讨论了推力空冷却套材料与烃类燃料相容性的实验结果.对氧/烂燃烧技术与氧/氢燃烧技术进行了比较.讨论了将这些技术应用于未来氧/烃助推发动机的途径,包括氢冷的三组元循环、高效稳定燃烧的喷射技术以及用作燃烧稳定装置的声衬.     

双组元变推力液体火箭发动机燃烧效率研究

应用一维流管燃烧模型,考虑了液相反应、液滴二次破碎和压力耦合的影响,借助喷注器冷流试验,对双组元变推力液体火箭发动机的蒸发效率和混合效率随工况的变化进行了研究.最后给出了计算燃烧效率和热试车数据的对比,得出了相应的结论.     

液体火箭发动机现状与发展

本文概述了液体火箭发动机的发展现状,分析了世界航天运载器与液体火箭发动机发展趋势,提出了中国未来航天运载器和液体火箭发动机发展思路。指出发展航天应以带动高科技的发展和推动国民经济增长为目的,以近期需求与长远发展相结合,坚持自主研制开发为主、吸收国外先进技术为辅的发展原则。     

下一代液体发动机

本文探讨了用于运载火箭的各种推进系统技术,给出了几种推进系统方案,并进行了技术对比。这些方案包括双燃料双膨胀管、单燃料双膨胀管、加氮的单燃料双膨胀管和加铝的双膨胀管等。文章对各种方案的成本、可靠性和寿命等问题作了分析比较。作者是美航空喷气发动机技术系统公司的技术人员。