我国大推力补燃氢氧发动机研究进展

氢氧火箭发动机因具有很高的性能,在国内外运载火箭中得到了广泛应用。为了更好地开展深空探测,必须研制大推力氢氧火箭发动机。本文综合分析了国内外氢氧发动机的发展历史和现状,简要介绍了我国220 t补燃循环氢氧发动机方案和关键技术研制进展,该技术方案先进。通过开展试验件冷态试验和缩尺组件热试验等,研究了核心部组件的关键技术和方案选型。开展全尺寸预燃室热试验等分系统热试验,研究组件级技术,初步突破了部分关键技术。建议加快开展大推力氢氧发动机工程研制,促进我国航天推进技术发展。     

固体推进剂药柱的可靠性—力学模拟发动机的设计和试验

评价固体推进剂药柱的可靠性,主要是依据对其力学性能的评估。用全尺寸药柱进行试验,通常是很困难的,并且费用昂贵。本文介绍了一种能反映全尺寸发动机的特型小尺寸、低成本模拟发动机的研究和试验。这种发动机可模拟全尺寸发动机药柱(88%固体含量的CTPB推进剂)的条件进行力学性能试验。进行了大量的、承受多种载荷条件(温度循环和/或加压)的模拟发动机试验。给出了试验结果,并首次给出了与尚在发展中的理论计算有关的分析。     

固体火箭发动机结构可靠性综合评定法

提出了一种将固体火箭发动机各组件试验数据折算成等效的整机试验数据,进行其结构可靠性综合评定的方法。运用此法对某大型固体火箭发动机整机结构可靠性进行了评估。结果表明,评定的整机结构可靠度显著提高了。从而证明此方法可供工程设计使用。     

某型冲压发动机的可靠性评估（上）

本文用Bayes方法对冲压发动机的可靠性评定问题进行了讨论：包括数据的初步整理；先验分布的选取；单元可靠性信息的折合；系统可靠性评定方法；含增长单元的系统综合等。     

耦合混合变量的空间机动飞行器多学科设计优化

针对复杂耦合下的空间机动飞行器(SMV)多学科设计优化(MDO)问题,开展了同时考虑连续-离散混合变量的MDO求解技术研究。考虑空间机动飞行器总体方案设计需求,建立了包括轨道分系统、电源分系统、结构分系统、推进分系统、GNC分系统等多个学科的空间机动飞行器MDO模型;提出了基于变量转化法的混合变量MDO求解策略,将连续-离散混合变量MDO问题转化为普通MDO问题进行优化求解。优化后的空间机动飞行器总质量相比于初始方案降低了18.1%,证明了本文方法的有效性。与将离散变量作为连续变量优化的直接方式对比分析表明,本文提出的基于变量转化法的混合变量MDO求解策略在求解效率和可靠性方面更优。     

1159kN推力混合式火箭助推器研制状况

美国火箭公司计划用它的天鹰座运载火箭,为九十年代提供商业性发射服务。天鹰座是能将质量为907kg 的物体,发射到低地轨道(LEO)的四级入轨火箭,天鹰座将用 H-1800混合式推进系统(真空推力1159kN)作动力。本文介绍 H-1800推进系统的设计和研制情况,着重讨论包括第一台全尺寸试制发动机(DM-01)的生产和全尺寸发动机试验数据在内的研制状况。     

固体发动机低温点火适应性模拟试验技术

考虑影响固体发动机低温点火适应性的推进剂低温力学性能、药柱固化降温应变以及药柱在发动机点火升压条件下应变等3个关键因素,设计了可用于全尺寸发动机低温点火适应性研究的ф202 mm模拟试验发动机。通过选取合适的药柱设计参数和发动机初始压强,可对全尺寸发动机在低温点火下药柱应变状态进行模拟。模拟发动机已成功应用于A、B和C等全尺寸发动机低温-40℃或-50℃点火适应性研究中,获得了各发动机低温点火试车时的结构安全余量,可在类似发动机低温点火适应性研究中推广应用。     

固体发动机推进剂燃速预估研究

介绍了用随机小尺寸试验发动机平均燃速预估全尺寸发动机燃速的方法，讨论了全尺寸发动机燃速预估精度及其影响因素，并通过实例指出提高全尺寸发动机燃速预估精度的主要途径。     

固体火箭发动机总体优化设计

本文介绍了对某空—空导弹固体火箭发动机进行的优化设计,优化中以所选的五个设计变量,建立了适用的能量模型和质量模型,编制了参数优化和参数分析计算机程序,采用约束复合形优化方法,可得到稳定收敛的最优解。文中还对五个设计变量进行了参数分析,并确定了各参数的敏感度。本文介绍的优化方法和所编制的计算机程序可用于其它固体火箭发动机的优化设计。     

远程机动导弹固体火箭发动机总体性能优化设计

本文介绍针对某一远程机动导弹固体火箭发动机建立的优化设计数学模型.运用该数学模型成功地进行了七个设计变量的寻优计算,所得优化方案与原方案比较,发动机性能得到了明显的提高.该数学模型把热力计算、装药设计、内弹道设计,药柱结构完整性分析、壳体结构可靠性与发动机性能优化联系起来,因此,它是一个较为完整的固体火箭发动机性能优化数学模型.     

俄罗斯大型热真空设备的使用经验

介绍俄罗斯为全尺寸航天器或其大尺寸部件的研制而制造的欧洲最大的热真空设备 KVI 及其技术指标。提及分系统制造、运行以及航天器试验等方面的经验。     

系统可靠性BAYES综合分析方法

基于成败型试验数据，不考虑系统或分系统的寿命分布，发展了一种适用于串并联混合系统的Bayes可靠性综合方法。将并联系统等效为串联单元，从而将串并联混合系统转化为纯串联系统。利用系统的后验分布确定各分系统的先验分布，再通过各分系统的一阶、二阶矩综合获得系统的一阶、二阶矩，在此基础上进行系统可靠性分析计算。实例分析说明了方法的有效性和实用性。     

固液混合火箭发动机缩尺效应研究

全尺寸固液混合火箭发动机试验耗费大,通常采用缩比发动机进行试验。为确保缩比试验代替全尺寸试验的准确性和有效性,对固液混合火箭发动机进行了相似性理论研究。结果表明当缩尺发动机与全尺寸发动机几何相似、采用相同的氧化剂和燃料组合,且氧化剂流率与药柱内径比值相同时,理论上缩比试验一定程度上能够反映全尺寸发动机的特性。     

载人飞船回收着陆分系统可靠性、 安全性设计与验证

文章主要介绍了载人飞船回收着陆分系统可靠性、安全性设计准则、设计分析方法、设计措施以及试验验证等。地面试验以及飞行试验的验证表明:回收着陆分系统的可靠性、安全性设计措施有效,试验验证充分,分系统的工作可靠,可靠性和安全性均满足其指标要求。     

用于阿里安5改进型的火神MK2发动机

火神MK2发动机是火神发动机的改进型,将作为2002年以后发射的阿里安5改进型运载器的动力。它沿用了火神发动机的基本设计思想:低发射费用、较高的可靠性和安全性。发动机推力的增加主要是通过增加发动机的液氧质量流量而获得。改进只局限于下面几部分: 重新设计液氧涡轮泵、推力室和喷管延伸段; 燃气发生器及支架作较小的适应性修改; 其余的分系统将保持不变(如燃料涡轮泵组件、别的元组件等),而且所有的分系统间的接口尺寸同火神发动机保持一致。方案试验期间,在带有先进喷管延伸段试验件的发动机上进行的试验研究取得了很成功的例证。阿里安5E将在欧洲航天局(ESA)的领导下进行研究。法国国家航天研究中心(NECS)已给出了该项研究的经费预算和需解决的技术项目表。本文主要介绍了火神MK2发动机截止1995年4月在欧洲航天局的领导下进行的发动机预研情况。     

液体火箭发动机可靠性增长规划研究

液体火箭发动机可靠性要求高、试验费用昂贵，有必要对可靠性增长试验进行综合规划，以减少试验费用、缩短研制周期和降低风险。根据液体火箭发动机的特点，提出双参数的：Bayes可靠性增长模型，综合利用产品研制过程中全程试验信息，动态评定可靠性水平。在客观评价其可靠性水平的基础上，采用MTGP(Modified Tracking，Growth and Prediction)模型跟踪增长过程，对液体火箭发动机的可靠性增长试验进行综合规划。研究表明：这种方法能在小样本下，科学、合理地评定液体火箭发动机的可靠性水平和指导可靠性增长规划，在工程中有广泛的应用前景。     

固体火箭发动机可靠性评定技术

分析了固体火箭发动机可靠性评定的主要方法，并简要分析了固体火箭发动机可靠性评定中的某些关键技术及其发展动向，如失效模式和故障判据的选用，复杂承载条件下的应用计算，可靠性模型的建立以及先进算法在可靠性评定中的应用等。     

重复使用液体火箭发动机结构可靠性分配

针对重复使用液体火箭发动机多次重复使用的特点,以发动机在重复使用全过程中各子系统的可靠性偏差最小为目标,提出面向重复使用全过程的重复使用液体火箭发动机结构可靠性分配方法。该方法以等可靠度分配为基础,以发动机在重复使用全过程中可靠性偏差为目标函数,采用遗传算法进行优化得到分配结果,可在满足发动机使用寿命末时刻可靠性的同时,减小各子系统在中间使用过程中"短板"效应。以某可重复使用氢氧发动机系统为例,给出了具体分配方法,相比于等可靠度分配法,所提出的分配方法得到的各子系统在发动机工作过程中的可靠度偏差下降35%,验证了该方法的有效性。     

载人飞船回收着陆分系统火工装置可靠性试验

载人飞船回收着陆分系统火工装置作为分系统的关键产品,要求具有很高的可靠性和充分的试验验证。文章主要介绍了载人飞船回收着陆分系统主要火工装置的特点及其可靠性试验。可靠性试验结果表明：载人飞船回收着陆分系统火工装置的设计是合理的,工作是可靠的。     

降落伞可靠性评定及其试验量决策

降落伞是回收着陆分系统的核心部分,其可靠度下限指标一般很高。若仅依据成败型系统级空投试验来评定该指标,需安排大量系统级空投试验,这在工程上通常难以接受。为了能够全面地反映降落伞的可靠性,本文提出了基于Bayes理论的降落伞可靠性评定方法。该方法将降落伞强度试验数据作为验前信息,采用Bayes理论将其与系统级空投试验信息融合起来,据此评定降落伞的可靠性。该方法建立在严格的理论推导之上,评估结果与工程实际情况相符,所计算的系统级空投试验量较经典方法大为降低,可大量节约试验经费和工作量。将上述方法应用于某型降落伞可靠性分析,结果表明该方法是有效可行的。