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1、直接加热对固冲发动机地面模拟性能影响的理论分析第29卷第4期固体火箭技术JournalofSolidRocketTechnologyVo.l29No.42006直接加热对固冲发动机地面模拟性能影响的理论分析①方丁酉,胖永新,胡建新,夏智勋2.武汉大学动力与机械学院,武汉430072)1211(1.国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073;摘要:为了模拟飞行状态下进入补燃室的空气总温,在地面模拟试验中要对空气加热。通过直连模拟计算,研究了常用加热器燃料(氢气、煤油、甲烷和酒精等)对含硼贫氧推进剂固体火箭冲压发动机性能的影响。结果表明,当按照气流中含氧量与纯净空气一
2、样进行补氧时,气流中的含氧量能模拟纯净空气中的含氧量;直接加热、补氧的直连模拟计算所得的发动机真空比冲相对偏差与加热空气的燃料种类有关,以氢气为燃料的相对偏差大于0,而其它3种燃料的相对偏差小于0;从污染空气对真空比冲相对偏差的影响分析,污染空气对发动机性能的影响很小。关键词:固体火箭冲压发动机;含硼推进剂;地面试车台;比冲中图分类号:V435文献标识码:A文章编号:1006-2793(2006)04-0251-03Theoreticalanalysisoneffectofdirectheatingonground————————————————————————————
3、———————————————————simulationperformanceforsolidductedrocketmotorFANGDing-you,PANGYong-xin,HUJian-xin,XIAZh-ixun1211(1.Inst.ofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China;2.PowerandMechanicalcollege,Wuhanuniversity,Wuhan430072,China)Abstract:
4、Inordertosimulatetheairtemperatureintheafterburningchamber,theairusedbythegroundsimulationtestshoundbeheated.Bydirect-connctedsimulationcalculation,theeffectsofcommonheaterfuel(hydrogen,kerosene,methaneandalcohol)onperformanceofsolidductedrocketmotorwithlow-oxygenboron-basedpropellantwer
5、einvestigated.Theresultsshowthatoxygencontentintheairflowisconsistentwiththatintheambientair,andcanbeusedtosimulatethatintheambientair.Relativedeviationofmotorvacuumspecificimpulsefromdirect-connctedsimulationcalculationhaverelationwithfuelkind.Rela-tivedeviationismorethan0whenH2istakena
6、sfue,landlessthan0whenotherthreemattersaretakenasfue.lThroughanaly-zingtheeffectofpollutedaironrelativedeviationofvacuumspecificimpulse,theresultsshowthatpollutedairhassmalleffectonmotorperformance.———————————————————————————————————————————————Keywords:solidductedrocketmotor;boron-based
7、propellant;groundteststand;specificimpulse1引言固体火箭冲压发动机在地面模拟试验中,为了模拟飞行状态下进入补燃室的空气总温,在试验中要对空气加热。所用最广泛的是空气直接燃烧加热,即向空气流中直接喷注燃料进行燃烧,以提高空气的温度[1,2]动机性能的影响。污染空气对发动机性能的影响难以用直接加热的地面直连试验和射流试验来验证,而采用间接加热方法来研究将会大大提高设备投资和运转费用。文中采用直连模拟理论计算研究用燃料氢气、煤油、甲烷和酒精等进行空气加热,造成的污染空气对含硼推进剂固体火箭冲压发动机性能
