液氧煤油补燃循环发动机汽蚀故障建模与仿真分析

为了搭建更加精确的离心泵汽蚀工况的性能预测模型，将汽蚀工况下的泵内流动分为入口段和出口段分别计算流量，以两段流量之差确定泵内空泡体积，进而确定汽蚀的扬程相对降低系数。通过5种型号泵的仿真结果与水试结果对比验证了该建模方法的通用性和准确性，最大计算偏差出现在第二临界点附近，约为1%;针对热试中汽蚀故障进行仿真复现，和热试结果对比验证了该故障建模方法的有效性。在此基础上开展了补燃循环液氧煤油发动机氧化剂泵汽蚀故障的注入与仿真，结果表明：预压泵入口压力降低能够导致氧化剂泵汽蚀；汽蚀工况下，氧化剂主泵扬程降低、流量减少并且转速升高；进而导致燃气发生器混合比趋向当量比、温度升高，与理论分析和试车以及发射中故障结果相吻合。最低允许预压泵入口压力为53%额定入口压力，继续降低压力会导致燃气发生器温度超过临界温度，存在产生毁灭性后果的危险。