空间涡轮发电系统设计及性能特性仿真分析

为解决空间飞行器应急发电问题，利用空间飞行器携带的推进剂为能量源，设计了一套空间涡轮发电系统，建立了稳态及启动过程的数学模型，对系统的稳态和启动特性进行了仿真分析。结果表明：空间涡轮系统可以利用推进剂实现高功率发电，系统可以启动和稳定运行；系统在设计点稳定运行时，推进剂流量为2.1 g/s,燃气发生器室压为1.3 MPa,燃气发生器出口温度为1200 K,输出电功率达到1500 W;当系统运行参数发生扰动偏离设计点时，系统性能会相应变化，混合比不变且氧化剂贮箱增压压力大于设计点0.5 MPa时，涡轮输出功率变为设计值的1.64倍；系统启动过程仿真得到的性能参数和稳态设计值相对误差小于2%,验证了系统设计的合理性。