基于再生冷卻的自增壓方案研究.pdf

1、自增壓供應(yīng)系統(tǒng)既有氣瓶擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，又兼具泵壓式供應(yīng)系統(tǒng)質(zhì)量小、供應(yīng)壓強(qiáng)高的優(yōu)良性能，在提高推進(jìn)系統(tǒng)可靠性，降低飛行器成本方面具有很大優(yōu)勢。但自增壓供應(yīng)系統(tǒng)也存在不能以恒定貯箱壓強(qiáng)供應(yīng)推進(jìn)劑的缺點(diǎn)，因而也難以保持發(fā)動機(jī)推力的恒定。本文針對自增壓供應(yīng)系統(tǒng)存在的不足，提出了基于再生冷卻的自增壓方案，并采用數(shù)值模擬和理論分析的方法對該方案進(jìn)行了初步研究，主要包括貯箱在供應(yīng)過程中壓強(qiáng)變化規(guī)律和推進(jìn)劑在亞臨界壓強(qiáng)下流動和傳熱規(guī)律的

2、研究，為后續(xù)研究提供了一定的參考。論文主要工作如下：
　?。?）針對貯箱恒壓供應(yīng)方案的對比。對自增壓貯箱的工作原理進(jìn)行了介紹，對三種恒壓供應(yīng)方案的系統(tǒng)質(zhì)量進(jìn)行了估算。結(jié)果表明：再生冷卻-自增壓方案能大大減輕增壓系統(tǒng)的重量。
　?。?）針對貯箱在供應(yīng)過程中的壓強(qiáng)變化規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。建立了推進(jìn)劑貯箱的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了推進(jìn)劑熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算方法，分析了其適用范圍，并編寫了相應(yīng)的熱物性計(jì)算程序；模型的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值吻合

3、度較好；通過不同的算例對影響貯箱氣枕壓強(qiáng)的各因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：增壓氣體的體積流量和貯箱出口推進(jìn)劑的體積流量對貯箱的壓強(qiáng)影響較大；當(dāng)使用增壓氣體增壓時(shí)，液體推進(jìn)劑溫度和凈蒸發(fā)速率的影響基本可以忽略；液體溫度及凈蒸發(fā)速率在無增壓氣體時(shí)比較重要；氣枕體積大小影響貯箱壓強(qiáng)變化的敏感性；若采用加熱推進(jìn)劑的形式給貯箱增壓，氣相加熱的效果好于液相加熱。
　　（3）針對推進(jìn)劑在亞臨界壓強(qiáng)下流動和傳熱進(jìn)行了數(shù)值模擬。建立了推進(jìn)劑在冷卻通道內(nèi)