检索结果-内蒙古大学图书馆

发动机喷管喉衬烧蚀及热结构工程计算

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固体火箭技术 2005年第1期28卷 15-19页

作者：付鹏蹇泽群张钢锤高波中国航天科技集团公司四院设计部西安710025

给出了一种理论模型和基本计算方法。采用有限元法对某固体火箭发动机喉衬结构的烧蚀量、瞬态温度场和应力场进行了理论计算,计算结果与实测值比较一致,喉部直径实测值与计算值相对误差约为 2%。

关键词：发动机喷管工程计算喉衬热结构固体火箭发动机瞬态温度场计算方法理论模型有限元法理论计算计算结果相对误差实测值烧蚀量应力场计算值

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发动机喷管隔热涂层的设计和模拟计算

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兵工学报 2002年第2期23卷 209-211页

作者：张津吴护林重庆工学院材料科学与工程系重庆400050 兵器工业第五九研究所

喷管是各种喷气或反作用发动机的重要部件 ,发动机通过高温和高压燃气由喷管向后喷出而获得向前的推力 ,燃气以对流和辐射的方式向喷管壁面放热 ,导致喷管温度急剧上升 ,为此采取等离子喷涂陶瓷涂层隔热防护 ,实际连续测量喷管壁温几乎... 详细信息

喷管是各种喷气或反作用发动机的重要部件 ,发动机通过高温和高压燃气由喷管向后喷出而获得向前的推力 ,燃气以对流和辐射的方式向喷管壁面放热 ,导致喷管温度急剧上升 ,为此采取等离子喷涂陶瓷涂层隔热防护 ,实际连续测量喷管壁温几乎是不可能的 ,因此通过模拟计算预示喷管工作过程中的壁温分布是非常重要的。本文根据高温发动机喷管的受热特点 ,对喷管内壁设计了 6种热喷涂涂层 ,利用Marc软件及Mentat前后处理程序 ,建立了轴对称喷管的物理模型 ,仿真计算了在不同涂层下喷管受固定温度热载时的温度场 ,分析了受热最严重的喉截面瞬态受热温度分布 ,为合理选择喷管基材及涂层材料。

关键词：隔热涂层热障涂层发动机喷管有限元法温度场航空发动机

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C-H-O-N体系液体火箭发动机喷管流场数值模拟

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推进技术 2002年第5期23卷 391-393页

作者：蔡国飙马朝恺张化照北京航空航天大学宇航学院北京100083 北京宇航系统工程研究所北京100076

采用弱耦合点隐式方法的MacCormack格式对C H O N体系的液体火箭发动机喷管内粘性流场进行了数值模拟,采用了考虑化学反应和不考虑化学反应的两种模型,其中化学动力学模型为C H O N体系的12组分、14反应有限速率的化学反应模型。数值模... 详细信息

采用弱耦合点隐式方法的MacCormack格式对C H O N体系的液体火箭发动机喷管内粘性流场进行了数值模拟,采用了考虑化学反应和不考虑化学反应的两种模型,其中化学动力学模型为C H O N体系的12组分、14反应有限速率的化学反应模型。数值模拟得到了流场参数在喷管中的分布。结果表明,数值模拟结果与理论分析一致,为发动机的设计及试验提供了参考。

关键词：液体推进剂火箭发动机发动机喷管喷管气流流动分析反应动力学数值仿真

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发动机喷管非金属组合密封性能分析及结构优化

发动机喷管非金属组合密封性能分析及结构优化

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作者：闫欣欣北京化工大学

学位级别：硕士

发动机喷管非金属密封处于高温、高压及偏转偏振等高参数工况环境下,如果密封结构设计不当,容易产生屈服、挤出、磨损及泄漏,导致密封失效,从而影响到整个发动机的运行性能和安全性。为提升喷管非金属密封性能,本文设计出一种新型C-O形... 详细信息

发动机喷管非金属密封处于高温、高压及偏转偏振等高参数工况环境下,如果密封结构设计不当,容易产生屈服、挤出、磨损及泄漏,导致密封失效,从而影响到整个发动机的运行性能和安全性。为提升喷管非金属密封性能,本文设计出一种新型C-O形圈+X形圈组合密封,采用数值分析和试验验证相结合的方法对其密封性能和结构优化开展系统深入的研究。根据发动机喷管高温、高压和偏转偏振等实际工况,采用ABAQUS软件,基于热-固耦合的数值分析方法,建立喷管非金属组合密封的性能分析模型。计算得到了组合密封的等效应力、接触应力和摩擦力的分布规律,探究了组合密封的密封机理。分析发现C-O形圈为主密封道,仅当C-O密封失效时,X形圈才起到密封作用。将模型计算的摩擦力与试验测试的结果进行对比,验证了模型的准确性。定义Von Mises应力、有效接触宽度、有效平均接触压力、最大剪切应力、最大挤出宽度、摩擦力六项内容作为密封性能评价指标。分析橡胶材料不同硬度、高温高压及偏转偏振工况、密封压缩率、槽宽、槽倒角、密封圈尺寸等结构参数对喷管密封性能的影响,分析发现工作压力和结构参数对密封性能影响最大,获得了喷管非金属组合密封结构参数的最优区间。以数值分析结果为基础,将六项性能评价参数作为优化目标,利用响应面方法,并以BBD方法设计试验,建立优化模型。采用满意度函数法对C-O组合密封进行多目标优化分析,获得最佳结构参数。对比优化前后模型,发现喷管非金属组合密封性能获得大幅度提升。开发喷管密封参数化仿真软件,解决喷管密封设计仿真建模复杂、分析费时的问题。软件具有参数输入、仿真设置及密封性能仿真结果输出的功能。设计的喷管密封参数化软件计算结果精确,软件计算与测试试验相对最大误差不超过7%。自主设计并搭建喷管非金属组合密封性能试验台,分析变高参工况下组合密封的泄漏和摩擦力的大小,应用拉压试验机探究C-O形圈组合的回弹性能,试验结果验证了数值模拟分析的准确性。本文通过对发动机喷管非金属组合密封进行数值模拟分析及试验研究,优化了喷管非金属组合密封的结构,有效提升了喷管密封性能,为高参数下非金属密封的密封性能与结构优化提供了新的研究思路,有助于推动该类密封的工程应用。

关键词：发动机喷管非金属组合密封密封性能结构优化

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火箭发动机喷管结构优化设计研究

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计算机仿真 2013年第10期30卷 85-88,102页

作者：冯海云李猛西安近代化学研究所陕西西安710065

在发动机喷管结构优化设计的研究中,喷管结构几何形状变化对飞行器推进性能有重要影响,为获得火箭发动机羽流评估所用喷管结构最佳膨胀比,采用流场计算软件Fluent对不同膨胀比情况下的羽流流场进行仿真,获得了不同膨胀比情况下羽流特性... 详细信息

在发动机喷管结构优化设计的研究中,喷管结构几何形状变化对飞行器推进性能有重要影响,为获得火箭发动机羽流评估所用喷管结构最佳膨胀比,采用流场计算软件Fluent对不同膨胀比情况下的羽流流场进行仿真,获得了不同膨胀比情况下羽流特性的分布规律,结果显示,综合速度与温度变化规律,对于给定的喷管,膨胀比4.35是最能发挥喷管效率的最优设计,由于颗粒相的阻滞作用,纯气相多组分流场的膨胀加速受到抑制,气凝两相多组分流场温度要高于纯气相流场,而速度则低于纯气相流场,为火箭发动机喷管部件优化设计提供参考。

关键词：发动机喷管羽流数值仿真

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发动机喷管有限元分析

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航天工艺 1998年第2期 21-24页

作者：朱占德北京京航计算通讯研究所

概要叙述了应用有限元分析原理在ＳＵＮ工作站ＣＶ－ＣＡＤＤＳ５６０版本系统上运用Ｓｔｒｅｓｌａｂ软件对发动机喷管进行静力分析计算的情况，通过对变形应力等计算结果的分析，校验了喷管的刚度和强度，提出改进设计意见。

关键词：发动机喷管有限元原理静力分析刚度强度

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发动机喷管对火箭气动静稳定及控制特性影响研究

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宇航总体技术 2017年第3期1卷 16-23页

作者：任一鹏杨学军杨锐姚瑶张兵蒋平北京宇航系统工程研究所北京100076

发动机喷管外露于火箭尾部是常见情形,但在火箭气动设计过程中却经常不予考虑。利用数值计算方法,研究喷管外露部分对火箭气动静稳定及控制特性的影响。计算结果表明:在超声速Ma=2~12、攻角30°范围内,外露喷管对火箭气动静稳定性有... 详细信息

发动机喷管外露于火箭尾部是常见情形,但在火箭气动设计过程中却经常不予考虑。利用数值计算方法,研究喷管外露部分对火箭气动静稳定及控制特性的影响。计算结果表明:在超声速Ma=2~12、攻角30°范围内,外露喷管对火箭气动静稳定性有1%~2%的增加,且气动控制效率明显,喷管±3°摆角产生的气动控制力矩约为头部空气舵±20°摆角的1~2倍。因此,对于确实存在喷管外露的火箭,在气动特性设计过程中需充分考虑喷管对静稳定性的影响,甚至可以考虑将喷管作为气动控制面,用于火箭无动力滑行段的姿态控制。

关键词：发动机喷管火箭气动静稳定特性气动控制特性

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发动机喷管超临界状态喷流数值计算研究

发动机喷管超临界状态喷流数值计算研究

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第六届中国航空科学技术大会

作者：张辉雷武涛航空工业第一飞机设计研究院

发动机喷管在超临界状态下喷流与飞机外部流场存在复杂的相互干扰,喷流流场呈现激波、膨胀波交替现象,为了精确模拟这种复杂的喷管喷流流场干扰特征,研究了基于RANS方程的数值求解方法,湍流模型采用k-ωSST剪切应力输运模型,采用多块结... 详细信息

发动机喷管在超临界状态下喷流与飞机外部流场存在复杂的相互干扰,喷流流场呈现激波、膨胀波交替现象,为了精确模拟这种复杂的喷管喷流流场干扰特征,研究了基于RANS方程的数值求解方法,湍流模型采用k-ωSST剪切应力输运模型,采用多块结构化网格以实现对超临界状态下喷管喷流流场的精细化数值模拟,同时研究了不同外流速度情形下喷流干扰流场特征。数值计算结果表明:本文采用的喷管喷流数值计算方法能够有效捕捉超临界状态下喷流区域激波、膨胀波交替流场特征,计算所得喷管流量系数、推力系数等气动性能参数与试验值吻合良好,喷流流场干扰复杂区域内的网格密度对喷流流场干扰特征的精确捕捉存在较大影响,适当加密喷流区域内的网格,网格数量达到1千万以上,计算结果基本收敛;不同外流速度对喷流边界形状和喷流引射作用具有较大影响,随着外流速度的增加,喷流区域激波、膨胀波交替流场特征显著增强,主喷流边界收缩,喷流扩张角减小,无因次引射速度比减小。

关键词：发动机喷管喷流边界喷流引射流场干扰数值模拟结构化网格

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运载火箭发动机喷管变形机构型综合分析研究

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宇航总体技术 2023年第4期7卷 41-50页

作者：马红鹏吴会强张宏剑曹熙炜蒋亮亮乐晨北京宇航系统工程研究所北京100076

为有效缩短箭体长度,增大喷管扩张比,提高发动机比冲,对运载火箭发动机进行了喷管变形机构型综合分析。首先分析了国内外喷管变形机构发展历程,在此基础上系统总结了喷管变形机构的典型应用,并对典型喷管变形机构进行了方案分析,研究了... 详细信息

为有效缩短箭体长度,增大喷管扩张比,提高发动机比冲,对运载火箭发动机进行了喷管变形机构型综合分析。首先分析了国内外喷管变形机构发展历程,在此基础上系统总结了喷管变形机构的典型应用,并对典型喷管变形机构进行了方案分析,研究了其组成原理和功能设计特点,最后基于机构拓扑图分析方法给出机构构型方案及设计方法。介绍了国内外相关喷管变形机构各构型方案运动原理及设计特点,并综合分析评价了各方案,提出了喷管变形机构技术发展建议,可为运载火箭发动机变形机构设计提供支撑。

关键词：发动机喷管变形机构型综合

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固体火箭发动机喷管型面最佳化技术的研究

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固体火箭技术 1982年第3期 16-31页

作者： D.K.Davis 蒋谦逊赫克力斯航天分公司

本文分析了喷管型面结构对固体推进剂火箭发动机性能和效率的影响。本研究使用三种分析方法,它们是:赫克力斯的Ⅰ;法（HIMET）,固体性能程序（SPP）和普度大学 Jo-seph Hoffman 博士的直接寻求法。这些分析方法确定发动机中的流动和热损... 详细信息

本文分析了喷管型面结构对固体推进剂火箭发动机性能和效率的影响。本研究使用三种分析方法,它们是:赫克力斯的Ⅰ;法（HIMET）,固体性能程序（SPP）和普度大学 Jo-seph Hoffman 博士的直接寻求法。这些分析方法确定发动机中的流动和热损失,并以比冲(I;)损失表示。在本分析中,分别考虑了扩散、摩擦、热、粒子滞后、侵蚀和化学不平衡等方面带来的损失。对采用抛物线、园弧线和特征线的喷管型面的发动机进行了性能比较。在固定喷管外轮廓（长和直径）不变的条件下研究了典型的低空和高空工作的发动机。这些计算结果对喷管型面设计有了有益的深入理解。本研究指出:第一,最佳起始扩散角随所采用的喷管型面和分析方法而变;第二,对于给定的喷管外轮廓,不论是抛物线型面、园弧线型面还是特征线型面,所获得的最大比冲基本上是相同的;第三,如果喷管型面不是最佳,就会出现明显的性能损失;第四,分析的Ⅰ（SP）预示方法能有效地用于固体推进剂火箭发动机的喷管型面设计;第五,可延伸出口锥能改进主喷管的性能。

关键词：发动机喷管特征线圆弧线固体推进剂火箭发动机型面起始角粒子尺寸

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