运载火箭发动机动力循环综述

对将来的空间运载系统来说,关键是要降低发射成本、提高运载器的可靠性和工作效率。对各种运载器的系统分析结果表明:采用总体结构和推进系统先进的单级入轨运载器能够达到这个目标。本文将介绍所有液体火箭发动机动力循环方式,接着针对各种循环类型的发动机进行运载器/推进系统组合分析,旨在确定将来的单级入轨运载器推进系统和与之相关的热力循环方式。现有的和已提出的具备完成单级入轨任务的发动机动力循环方案在此也做了阐述。     

尺寸参数对气动液阀启动特性的影响

为气动液阀的启动过程建立了数学模型，分析了尺寸参数对该阀启动特性的影响。计算结果表明：在保证必要的工作寿命的前提下，适当地增大控制腔气孔的直径或增大靠近控制腔的活塞端面直径有利于提高该阀的响应能力。本文所得的结论有利于此类阀门的设计。     

二次抛物线型面喷管参数的优化选择

二次抛物线型面是火箭发动机喷管较常用的一种型面，对其参数进行优化选择是必要的，在喷管型面长度和出口扩张半角确定的条件下，优化方法是把比冲作为目标函数，利用一维等熵流的气动力公式，二次抛物线型面的几何关系和计算机求极大值方法，确定达到比冲最佳值的设计变量一喷管初扩张角和出口马赫数。     

固体火箭发动机性能规律精度分析

根据固体火箭发动机内弹道计算模型，提出了内弹道计算中的独立随机变量，建立了随机变量的概率统计模型，确定了参数的分布规律，并用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法进行了内弹道模拟计算。最后对发动机性能的均值μ和标准差σ进行了分析和实验验证，得出了计算方法可行，数据可信的结论。     

钨丝网隔热栅在大型固体发动机接头上的应用

航天飞机固体助推器壳体接头改进设计期间,进行了多种方案比较,其中一种设计允许燃气直接加压于主密封圈,理想情况是燃气在密封圈前滞止,对密封圈加热较小,然而燃气的质量守恒和能量守恒分析表明,这使燃气在接头间隙内会形成环流,对密封圈有极大的热破坏。为改进这种方案,增加了隔热栅装置,以降低接头内燃气的流动和传热。实验表明,钨丝网隔热栅不仅可降低燃气的流速和温度,而且可阻挡一部分推进剂燃烧产生的灰渣。     

固体火箭发动机的优化设计

为了加大射程,有必要对固体火箭发动机装药用计算机进行优化设计.根据最典型的指标要求(恒推力、定总冲)和约束条件(外圆直径受限),对固体火箭发动机装药的优化设计进行了讨论.以套筒型装药和两级式单孔管状药为例,介绍了计算机进行优化设计的方法和步骤,给出了程序框图.该方法程序简单,实用性强,但不适用于变推力的固体火箭发动机.     

新型可贮存推进剂泵压式发动机技术论证

运载载荷清单表明,在2002年至2003年期间,需要性能更高的可贮存上面级。为尽快满足这一新的要求,Dasa于1996年着手一项公司投资的技术论证计划,旨在寻求将Dasa所拥有的技术运用于45～65kN级别的新型可贮存上面级泵压式定动机的方案。对于可贮存双组元同轴式喷注器,Dasa有丰富的研制经验,这种结构的喷注器已被成功地用于97年10月阿里安5的502次飞行,运用这些经验,Dasa已研制了两套分别为65kN/6MPa和46kN/5MPa水平的这种结构的喷注器。这种喷注方案对于泵压式发动机相应工作条件下的可移植性,已经通过地面综合热试车的试验论证。在这种发动机所需的宽的工作范围内,性能和燃烧稳定性方面的可行性已得到了充分验证。通过专门的炸弹试验获取了喷注器综合稳定区域。利于设计达到成本目标的优化的喷注器生产规程已有草案,它实现了高水平的可重复性生产,在热试前这已得到了验证。只要进行适当的结构和功能改进,就可有效增加燃烧效率和减小燃烧粗糙度。按Dasa低成本工艺而组织的再生冷却燃烧室的生产正顺利进行。规划及设计将通过发动机的地面长程热试车鉴定,所使用的是一套适当的试验功能组件。计划在1998年晚些时候的试验将补充完善已做的喷注器可行性试验,并最终论证推力室组件综合性能满足发动机所需的要求。从Dasa的技术论证计划(TDP)中所获得的经验将有力地推进发动机的研制工作并减小技术和进度两方面的风险。     

固体火箭发动机喷管用聚丙烯腈原丝材料的研制

本文介绍了聚丙烯腈原丝碳布酚醛复合材料的研制和鉴定.研究结果表明,这种材料是比人造纤维原丝碳布酚醛复合材料性能更好的一种烧蚀材料,可用它作为固体火箭发动机喷管的主要烧蚀材料.     

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     

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。