內(nèi)孔隔板脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)分析

72 附錄1

為了能夠有效避免火災(zāi)中導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)著火爆炸的災(zāi)難發(fā)生、保存艦艇的生命力和戰(zhàn)斗力,建立了一種艦載導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)烤燃過(guò)程的一維傳熱數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型考慮了輻射換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱和化學(xué)反應(yīng)源項(xiàng)的作用。利用有限差分方法,通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到了發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度時(shí)間分布曲線、溫度空間分布曲線和著火延遲時(shí)間。結(jié)果表明,火焰溫度和火焰溫升速率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的著火延遲時(shí)間有顯著影響;發(fā)動(dòng)機(jī)的絕熱層對(duì)外界火災(zāi)有好的隔熱作用;快速熱烤下,推進(jìn)劑的著火首先發(fā)生在外表面上。

液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用過(guò)濾器是保持工質(zhì)清潔,保證試驗(yàn)設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)可靠工作的重要設(shè)備,合理的過(guò)濾器設(shè)計(jì)是保證液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射成敗與否的關(guān)鍵因素。因此,為了防止液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)液路、氣路等管路出現(xiàn)多余物影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)了某過(guò)濾器,從理論上研究了其流阻特性,并開(kāi)展了液流試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)比分析,理論和試驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的過(guò)濾器滿足發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的要求。

基于CFD的某運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料泵故障診斷分析

針對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵測(cè)速系統(tǒng)的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了多倍頻分頻技術(shù)和雙閾值觸發(fā)技術(shù),保證了渦輪泵振動(dòng)信號(hào)的同步、同相基整周期采集,同時(shí)消除了轉(zhuǎn)速信號(hào)中的局部失真和尖脈沖干擾的影響,提高了轉(zhuǎn)速測(cè)量的可靠性。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車實(shí)測(cè)表明,這兩項(xiàng)技術(shù)是適用、有效的

以液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)抗干擾濾波電路,將轉(zhuǎn)速原始信號(hào)中高頻干擾濾掉,將真實(shí)信號(hào)提取出來(lái),并按照試驗(yàn)系統(tǒng)要求把輸出信號(hào)變成方波,頻率保持一致。與現(xiàn)有預(yù)處理儀的對(duì)比試驗(yàn)表明,設(shè)計(jì)的電路各項(xiàng)性能均優(yōu)于現(xiàn)有預(yù)處理儀,可以應(yīng)用到試車系統(tǒng)中。

為了提高求解多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的pareto解集的效率,建立了適用于多維、多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的多目標(biāo)蟻群算法(multi-objectiveantcolonyalgorithm,簡(jiǎn)稱maca)。該算法首先修正了蟻群算法的信息素更新機(jī)制和轉(zhuǎn)移概率,然后改進(jìn)了螞蟻的行進(jìn)策略,即提出了依概率選擇搜索策略。最后,應(yīng)用該算法對(duì)某型號(hào)固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果表明,多目標(biāo)蟻群算法獲得的pareto解集分布均勻、散布范圍廣,可以有效解決多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,能為決策者進(jìn)行目標(biāo)權(quán)衡提供充分依據(jù)。

針對(duì)空間小推力姿控發(fā)動(dòng)機(jī)存在的高頻不穩(wěn)定燃燒等問(wèn)題,分析了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高頻不穩(wěn)定燃燒的原因及其理論模型和各種抑制高頻不穩(wěn)定燃燒的工程措施,通過(guò)調(diào)整推進(jìn)劑組合以及噴注器種類和結(jié)構(gòu),采用直孔壁式或矩形進(jìn)口直槽式復(fù)諧聲腔,對(duì)原有工程措施進(jìn)行改進(jìn).理論計(jì)算表明改進(jìn)方案拓寬了抑制頻率帶寬,提高了穩(wěn)定裕度,使氧化劑集液腔容積略大于燃料集液腔容積,減少了點(diǎn)火壓力峰出現(xiàn)的可能性,避免了點(diǎn)火壓力峰引起的高頻不穩(wěn)定燃燒,抑制了一階切向徑向不穩(wěn)定燃燒.

前言帶噴管的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體國(guó)外已采用伸臂式纏繞機(jī)連續(xù)纏繞成功,如法國(guó)的“金剛鉆”火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體.但沒(méi)有見(jiàn)到有關(guān)纏繞原理方面文章.我們于1974年對(duì)直徑260mm帶噴管的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體模型進(jìn)

研究了一種氣動(dòng)式的燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)閥,并建立了固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器和氣動(dòng)式燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)閥的數(shù)學(xué)模型及仿真模型,對(duì)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)閥仿真模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,動(dòng)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差都在5%以內(nèi)。通過(guò)仿真獲得了燃?xì)獍l(fā)生器和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。仿真結(jié)果表明,燃?xì)庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)響應(yīng)速度較慢,并具有很強(qiáng)的非線性。

在修邊沖孔模的模具設(shè)計(jì)時(shí)最重要的是處理好沖出廢料的排放問(wèn)題,以及沖孔相關(guān)的尺寸標(biāo)注。本文以上海大眾汽車公司桑塔納某型車的修邊沖孔模設(shè)計(jì)為例,淺談多個(gè)孔沖孔模的設(shè)計(jì)方法與體會(huì)。

為了研究大管徑吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)(pde)的爆震性能,設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的旋流式氣動(dòng)閥,由彎曲葉片構(gòu)成氣動(dòng)閥推力壁"封閉"平面.開(kāi)展了氣動(dòng)閥阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)與工程計(jì)算方法研究,不同氣動(dòng)閥的阻力系數(shù)差別很大,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相符.爆震燃燒實(shí)驗(yàn)證明,阻力系數(shù)較大的氣動(dòng)閥能夠產(chǎn)生爆震波,要求氣動(dòng)閥阻力系數(shù)大于10,堵塞比大于60%,才能實(shí)現(xiàn)pde的協(xié)調(diào)工作.從而獲得了氣動(dòng)閥設(shè)計(jì)一般原則與工程計(jì)算方法,對(duì)于氣動(dòng)閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要的參考價(jià)值.

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)后蓋板的結(jié)構(gòu),介紹了孔位檢測(cè)方法,孔位檢具的設(shè)計(jì)及制造。該檢具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,在保證檢測(cè)質(zhì)量的同時(shí),提高了檢測(cè)效率。

便攜式火箭發(fā)射器所產(chǎn)生的沖擊波和強(qiáng)脈沖噪聲屬非穩(wěn)態(tài)信號(hào),具有較寬的頻率范圍。用fourier變換來(lái)分析非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的頻率特性,在實(shí)際分析中難以達(dá)到所期望的效果。為了克服fourier變換在時(shí)—頻局部化方面的不足,文中采用小波分析方法對(duì)強(qiáng)脈沖噪聲進(jìn)行了分析,得到了一些有用的結(jié)論。

采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε二方程模型和有限速率/渦團(tuán)耗散模型對(duì)沖壓增程炮彈沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究和進(jìn)行了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)管實(shí)驗(yàn)。得出了反應(yīng)物和產(chǎn)物組分、溫度等發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的變化趨勢(shì),實(shí)驗(yàn)研究獲得溫度和壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線。結(jié)果表明:由于燃?xì)鈧?cè)噴發(fā)動(dòng)機(jī)特殊結(jié)構(gòu),具有兩處擴(kuò)散火焰峰面,并對(duì)壓強(qiáng)、溫度、成分分布有重要影響。溫度和壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線相吻合,證實(shí)所設(shè)計(jì)的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)能正常工作。

這次的培訓(xùn)主要是按照以下的流程來(lái)講解： 發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類 發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理 發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配 發(fā)動(dòng)機(jī)電氣知識(shí)講解 發(fā)動(dòng)機(jī)的維修和保養(yǎng) 一、柴油機(jī)的歷史 18世紀(jì)后半期，歐洲各國(guó)在迎來(lái)巨大轉(zhuǎn)折期的產(chǎn)業(yè)革命時(shí)，誕 生了世界首輛汽車。第1輛汽車是蒸氣汽車。但是，對(duì)于持續(xù)擴(kuò)大的 產(chǎn)業(yè)，蒸氣機(jī)已無(wú)法適應(yīng)，漸漸地在汽車和汽油發(fā)動(dòng)車等的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi) 部，在燃燒后產(chǎn)生動(dòng)力，再轉(zhuǎn)移到為內(nèi)燃機(jī)。其中便誕生了具有良好 熱効率的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。 說(shuō)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，不得不提到『魯?shù)婪颉さ腺悹枴?，這是個(gè)重要 的人物。他是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明者，并確立了基本原理，被稱為柴油 機(jī)之父。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就是用他的名字命名的 傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：熱效率和經(jīng)濟(jì)性較好 柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過(guò) 柴油的自燃燃點(diǎn)，這時(shí)再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己 點(diǎn)火燃燒。因此，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需點(diǎn)火系。同時(shí)，柴

①部件所需必要性能發(fā)動(dòng)機(jī)閥門（以下簡(jiǎn)稱閥門）的作用是從活塞的吸入側(cè)吸入燃料和空氣，然后從活塞的排出側(cè)將燃燒氣體排出。閥門與活塞連動(dòng)進(jìn)行著高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，起著活塞內(nèi)氣體開(kāi)閉閥的作用。閥門在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，閥門傘部的外周面因與活塞頂側(cè)接觸，所以要求有高的耐磨性（高溫硬度），另外因?yàn)閺膫愕捷S的頭部要承受重復(fù)載荷，所以需要有必要的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)也要求具有耐氧化和耐高溫腐蝕性。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚渫屏ο蛄靠刂迫細(xì)忾y

本文通過(guò)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁管筒的計(jì)算分析和實(shí)驗(yàn)證明以dugdale的條狀模型而得出失效評(píng)定圖(俺稱r—6圖),對(duì)薄壁管筒不是個(gè)合理的下限,故此本文給出直線失效評(píng)定圖來(lái)計(jì)算薄壁管筒含軸向裂紋深,其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)相一致,并且方法簡(jiǎn)單,不需要繁索的計(jì)算,適于工程應(yīng)用.

根據(jù)某膨脹循環(huán)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理,通過(guò)理論分析建立了推力調(diào)節(jié)閥的數(shù)學(xué)模型,并利用amesim軟件構(gòu)建了推力調(diào)節(jié)閥的仿真計(jì)算模型,對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算。計(jì)算了發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況、高工況和低工況參數(shù)下推力調(diào)節(jié)閥內(nèi)部各壓力及流量參數(shù),并對(duì)推力室室壓、調(diào)節(jié)閥出口壓力和氫主文氏管入口壓力變化引起的調(diào)節(jié)閥主閥流量變化趨勢(shì)進(jìn)行了計(jì)算分析,得到了調(diào)節(jié)閥內(nèi)部各壓力參數(shù)及流量的變化規(guī)律。

針對(duì)某固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體生產(chǎn)需求，在對(duì)母材焊接性及焊接結(jié)構(gòu)特殊性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上結(jié)合試驗(yàn)研究，制定出發(fā)動(dòng)機(jī)殼體典型接頭焊接工藝方案及過(guò)程控制和保障措施，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體組件平頭對(duì)接以及支座與燃燒室殼體異種材料間t形接頭焊接。測(cè)試結(jié)果表明焊縫成形良好，接頭區(qū)域微觀組織不均勻性不影響產(chǎn)品使用性能。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)顯示，產(chǎn)品質(zhì)量與性能穩(wěn)定，承壓能力顯著高于設(shè)定目標(biāo)，證實(shí)該套典型接頭的焊接技術(shù)具有切實(shí)的可靠性。

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量公式——本公式用于近似地確定最高轉(zhuǎn)速時(shí)的最大進(jìn)氣體積。式中術(shù)語(yǔ) 的單位如下： 1.qmax=最大空氣體積流量，m 3/min 2.vd=發(fā)動(dòng)機(jī)總排量，l 3.smax=發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速，rpm 4.ve=充氣效率 4.1自然吸氣汽油機(jī)： 火花點(diǎn)火，0——2500rpm：ve=0.8 火花點(diǎn)火，2500——3500rpm：ve=0.75 火花點(diǎn)火，3500rpm以上：ve=0.7 4.2自然吸氣柴油機(jī)：ve=0.85 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：ve=1.6 增壓中冷發(fā)動(dòng)機(jī)：ve=1.85 5.k=常數(shù) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，k=1000 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，k=2000 vd*smax*ve qmax= k