氢燃料手持火炬燃烧系统研究

在"简约、安全、精彩"的指导下,氢燃料手持火炬全面应用在北京2022年冬奥会及冬残奥会的火炬传递活动中.氢燃料火炬是奥运火炬中的新生事物,其技术路线、安全性、稳定性均无可参考的资料.本文围绕氢燃料手持火炬燃烧系统,分析了手持火炬的特点、氢燃料火炬的技术路线,并重点介绍了北京冬奥会氢燃料手持火炬的特点.     

“箭”“舟”皆神为哪般——中国航天科技集团公司一院703所研制长二F火箭配套产品侧记

"神箭"动脉的卫士 火箭直飞九重天,靠的是燃料燃烧的推动.而输送燃料的管路系统,可以形象地说是火箭发动机的"动脉".这根"动脉"和我们身体内的血管不同的是,它无法做成一个整体的管路,必须靠各种各样的接头与燃料贮箱、发动机相连;为了保证火箭能够产生充足的动力,燃料输出的时候还要进行"高温增压"处理,管路内燃料的温度、压力都很大,非常容易泄漏.一旦泄漏,后果不堪设想.因此,这套管路的密封技术就是事关发射成败的关键技术之一,密封件也可以被形象地称之为火箭"动脉"的"卫士".打造"神箭"动脉卫士的就是中国航天科技集团公司一院703所.     

北京2022年冬奥会和冬残奥会场外火炬台项目综述

北京2022年冬奥会和冬残奥会场外火炬台由燃料供应和燃烧系统、雕塑造型工程和双转台装置构成.场外火炬台项目充分体现了"科技奥运""绿色奥运"的理念,以及"简约、安全、精彩"的办赛要求,同时满足创意要求.     

核热推进反应堆燃料元件发展概述

深空探测作为我国航天领域未来的重要任务之一,需要性能更高的推进系统提供动力。核热推进系统具有高比冲、大推力、长运行寿命、可重复启动等优点,可为未来深空探测任务提供可靠的动力支撑。经过了60多年的发展,核热推进固态堆芯燃料元件被研制出了多种类型,如六棱柱石墨基燃料元件、扭曲条带燃料元件、六棱柱金属陶瓷燃料元件、球形包覆颗粒燃料元件、MITEE型燃料元件、SLHC型燃料元件、Grooved Ring型燃料元件等。总结归纳了核热推进固态堆芯燃料元件的发展状况,提出了发展核热推进固态堆芯燃料元件的关键技术,可为我国核热推进系统燃料元件的研制提供借鉴。     

火箭冲压组合发动机部件缩尺关系理论分析初探

为了使小尺度火箭冲压组合发动机的试验结果支撑中大尺度发动机的研制,从火箭冲压组合发动机各个部件的工作原理出发,理论分析了火箭冲压组合发动机部件缩尺关系,构建了小尺度发动机部件与中大尺度发动机部件之间的缩尺关系。研究表明:液态碳氢燃料火箭冲压组合发动机缩尺关系区别于氢燃料超燃冲压发动机的"压力-长度"缩尺关系;发动机各部件的缩尺关系差异明显;进排气系统可采用几何缩尺关系;隔离段、燃料喷注器、火焰稳定装置遵循不同的缩尺关系;燃料穿透深度与发动机尺寸呈线性关系,而蒸发和雾化与发动机尺度无关;火箭推力室缩尺可按照缩尺因子改变火箭推力室的数量实现。     

火箭冲压组合发动机部件缩尺关系理论初探

为了使小尺度火箭冲压组合发动机的试验结果支撑中大尺度发动机的研制,从火箭冲压组合发动机各个部件的工作原理出发,理论分析了火箭冲压组合发动机部件缩尺关系,构建了小尺度发动机部件与中大尺度发动机部件之间的缩尺关系。研究表明:液态碳氢燃料火箭冲压组合发动机缩尺关系区别于氢燃料超燃冲压发动机的"压力-长度"缩尺关系;发动机各部件的缩尺关系差异明显;进排气系统可采用几何缩尺关系;隔离段、燃料喷注器、火焰稳定装置遵循不同的缩尺关系;燃料穿透深度与发动机尺寸呈线性关系,而蒸发和雾化与发动机尺度无关;火箭推力室缩尺可按照缩尺因子改变火箭推力室的数量实现。     

常规推进剂贮存远程测控系统设计

某推进剂库房为常规液体火箭发动机地面试验提供燃料和氧化剂,燃料和氧化剂均为有毒有害物质,燃料具有易燃易爆特性.为了提高推进剂贮存安全性和工艺系统操作过程安全性,便于集中控制和管理,提出了推进剂贮存库房远程测控系统设计方案.该系统符合RMS设计要求,已成功应用于推进剂库房,提高了系统安全性和自动化程度.     

应用质量工具开展新型轻质高效输油泵研制

为实现某高速飞行器燃料系统减重的目标,选定"新型轻质高效输油泵研制"作为课题,利用甘特图、亲和图、头脑风暴法等工具,按照QC小组活动程序开展工作,将创新设计与质量管理有机结合起来,最终实现了新型输油泵轻质高效的目标。     

基于序优化理论的三脉冲交会燃科寻优

多数交会燃料寻优是基于"线性化相对运动方程(即Hill方程)"求解"最优"燃料消耗的框架进行的,当相对距离较远时,这种方法精度很低,优化得到的控制量无法满足终端精度要求.以寻的段三脉冲燃料优化为例.以搜索的方法进行控制参数寻优,此时搜索空间较大;通过引入"序优化"思想,有效缩小搜索空间,提高搜索效率,求解得到"足够好"的燃料消耗,并给出适合工程实现的燃料优化步骤.仿真结果表明由此得到的控制参数可以满足终端精度要求,且计算量很小.     

含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机工作过程瞬态特性

为了解含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机工作过程的瞬态机理,建立了含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机数学物理模型。采用守恒元与求解元数值计算方法,对单循环含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机流场进行了数值仿真,分析了其爆轰反应过程与冲量产生过程的瞬态特征。计算结果表明,爆轰波作用下,凝胶燃料液滴变化以剥离破碎为主,燃料液滴中铝颗粒随液滴剥离弥散于爆轰管内并参与反应,累积在最后阶段反应的铝颗粒较少。凝胶燃料爆轰燃气排放过程可划分为爆轰附着膨胀、燃气"壅塞"膨胀和膨胀减弱等3个典型特征阶段。研究结果对凝胶燃料脉冲爆轰发动机的应用研究具有参考意义。     

运载火箭燃料贮箱的机器人焊接技术研究

在"示教-再现"型弧焊机器人的基础上增加了视觉传感功能,通过视觉传感器实时检测焊缝间隙,利用计算机调整焊接工艺,保证焊接的稳定性。根据我国航天运载火箭燃料贮箱LD10铝合金材料的特性,开发了稳定、快速的图像处理算法和焊接工艺控制算法,提出了一套具有智能化的机器人焊接系统。     

胶体燃料的燃烧特性研究

现在高性能可长期贮存的火箭发动机燃料和推进剂的研究方向是开发能使用胶体燃料和胶体推进剂的燃烧系统。这种观点的产生是由于在液体燃料中加入胶状添加剂和(或)金属添加剂能显著提高液体推进剂的性能、密度和比冲。掌握胶体燃料单个液滴的蒸发和燃烧过程是预测未来推力室燃烧性能的第一个基本步骤。研究胶体燃料雾滴蒸发燃烧时应用了先进的计算机辅助摄像系统。测量了雾滴的燃烧速率,并精确观测研究了燃烧过程。对室压和氧化剂质量百分比浓度对雾滴燃烧速率的影响进行了量化研究.结果表明肢体燃料比液体燃料燃烧速率慢,而且点火更加困难。     

金属粉末燃料冲压发动机初步试验研究

为了检验金属粉末燃料冲压发动机的点火及燃烧特性,对设计的发动机进行了初步的直连式试验研究。初步试验结果表明,目前设计的燃料供应系统能将粉末燃料有效输送到发动机燃烧室;在火炬作用下粉末燃料能实现快速点火启动;火炬工作结束粉末燃料可自身维持燃烧;燃烧室壁面沉积较多,主要分为2层,其中表层为白色MgO,内层为Mg、MgO和Mg3N2的混合物。     

超临界环境下煤油和UDMH单滴燃烧现象

采用重活塞实验系统,对煤油和UDMH在超临界环境下的蒸发和燃烧现象进行了初步研究,结果表明:无论液态或者凝胶燃料,在超临界环境下均存在蒸发现象。在空气超临界环境下,煤油和UDMH均产生自燃现象。自燃呈现多点着火现象,类似于"森林火灾"模式,且持续时间较长。燃烧大致可分为蒸发、点火、燃烧前期和燃烧后期4个阶段。     

液氧/煤油发动机燃料节流阀试验技术

在长征系列发动机主泵试验系统现有的基础上经局部改造而建造了燃料节流阀试验系统。利用长征系列发动机主泵作为动力源,提高其转速,解决了燃料节流阀试验要求的高扬程、高背压等技术难题。设计改进了控制高压供气系统。在高入口压力下对节流阀的性能进行了成功试验。动态特性参数的测得为燃料节流阀工作特性的深入研究提供了有效依据。     

水反应金属燃料能量特性分析

提出了水反应金属燃料与水/金属燃料发动机概念;通过比较多种化学推进剂能量特性,可知水反应金属燃料能量密度明显高于传统火箭燃料,可以预见它在水下高速推进系统中具有广阔应用前景;通过热力计算,分析了水反应金属燃料能量特性的影响因素.     

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。     

加热器燃料对冲压发动机模拟来流的影响

依据冲压发动机典型状态地面试验模拟问题,地面试验系统只能采用加热器直接燃烧化学燃料的方式来提供高温、高压和大流量的热空气。为了研究加热器燃料对发动机试验的模拟来流特性的影响,通过对常用5种加热器燃料进行热力计算,对比分析了补氧和无补氧时加热器燃料对模拟气流成分的影响,结果表明:在补氧和无补氧条件下,常用燃料生成模拟空气的比热比均小于真实值;马赫数2.5～3时选择酒精和异丁烷为燃料生成模拟空气的分子量与真实值较接近,马赫数3.5～4时选择酒精与真实值较接近;补氧的加热器可大幅降低模拟空气中的污染成分。     

暴风雪1号不再飞行

1988年底成功地进行了苏联首次航天飞机飞行的暴风雪1号轨道器将不再飞行,原因是它没有安装生保系统、完备的航空电子系统和燃料系统,改装困     

中国下一代运载火箭结构技术发展方向与关键技术分析

结构是运载火箭的"脊梁",主要承担火箭发动机推力传递、燃料贮存等功能,并为有效载荷、控制、测量等系统及单机设备提供安装和保护。对国外运载火箭结构技术发展现状进行分析,结合未来我国运载火箭的研制发展需求,展望我国下一代运载火箭结构技术发展方向,提出支撑我国下一代运载火箭结构的关键技术,为我国运载火箭结构技术的发展路线探索和战略规划提供参考。