60t级液氧∕甲烷发动机起动过程建模与仿真

《60t级液氧∕甲烷发动机起动过程建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第39卷第5期火箭推进V01．39，№．52013年10月JOURNALOFROCKETPROPULSIONOct．201360t级液氧／甲烷发动机起动过程建模与仿真王瑁，张卫红，石文靓，郑大勇(北京航天动力研究所，北京100076)摘要：为制定可靠的发动机起动程序，围绕60t级液氧／甲烷发动机起动瞬态特性开展了一系列建模和仿真研究。介绍了60t级液氧／甲烷发动机系统方案，列举了发动机系统仿真模型，搭建了全系统瞬态特性仿真平台。根据仿真结果选取了箱压下点火起动方案，提出了设置甲烷涡轮燃气旁通以降低亚临界两相气阻风险的解决方案。试验结果表明，发动机主要性能参数的计算结果与试验数据

2、一致性较好。关键词：液氧／甲烷发动机；起动过程；瞬态特性；系统仿真中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2013)05—0016—07Modelingandsimulationofstart·-upprocessof60tclassLOX／methaneliquidrocketengineWANGJun，ZHANGWei—hong，SHIWen-jing，ZHENGDa—yong(BeijingAerospacePropulsionInstitute，Beijing100076，China)Abstract：Tomakeareliableengi

3、nestart—upprogram，aseriesofmodelingandsimulationforthestart-uptransientcharacteristicsof60一ton—thrustLOX／methanerocketenginewasperformed．Asys—tematicschemefor60一ton—thrustLOX／methanerocketengineisintroducedinthispaper．Thesimula—tionmodelswereenumeratedandasimulationplatformwasestablishedfort

4、hetransientcharacteris—ticsofthewholesystem．Accordingtothesimulationresults，theignition／start—upschemeinreservoirpressurewasselected．Thesolutionofsettingupamethaneturbineinletbypassispresentedforde—creasingtwo—phaseflowaccelerationpressuredrop．Thetestresultsshowthatthesimulationresultsarewel

5、linlinewiththegroundtestdataofmainparameters．慈狮釉fds：LOX／methanerocketengine；start—upprocess；transientcharacteristic；systemsimula-tion收稿日期：2013—06—05；修回日期：2013—07—18基金项目：国家863项目(2006AA702067)作者简介：王琚(1988一)，硕士，工程师，研究领域为液体火箭发动机系统动力学第39卷第5期王琚，等：60t级液氧／甲烷发动机起动过程建模与仿真170引言甲烷作为液体火箭发动机推进剂，具有资源丰富、可重复

6、使用、价格低廉、无毒无污染、使用维护方便、综合性能好等优点，是未来航天动力的发展方向之一。世界各航天大国多年来一直未曾停止过关于液氧／甲烷发动机的研究，先后围绕这一课题开展了许多工作。冷战结束后，尤其是进人二十一世纪以来，无毒、无污染、高可靠且价格低廉已成为发动机研制的主流趋势，以往那种出于政治需要、不计成本的研制方法已不再适用，未来航天运载器对动力装置的重复使用性、安全性、使用维护性、机动性以及不同飞行任务兼容性等诸多方面都提出了更高要求，而液氧／EO烷发动机以其良好的重复使用性、经济性和使用维护性，在液体火箭动力系统中脱颖而出，正逐渐成为未来航天动力推进装置的最佳备选方案之

7、一”81。液体火箭发动机起动过程工况复杂、参数变化剧烈，大量试验表明起动过程是发动机故障的多发段，所以在发动机研究过程中系统瞬态特性研究一直都占有重要地位，而如何在各组件设计范围之内合理地分配能量，使发动机平稳、快速、安全地进入额定工况是研究发动机起动特性所要解决的核心问题。液氧／甲烷发动机起动过程控制是发动机研制过程中的关键技术之一，而我国在液氧／甲烷发动机起动瞬态特性方面研究较少。本文根据液氧／甲烷发动机系统特点搭建了瞬态特性仿真平台，针对系统起动过程开展了仿真研究，制定了发动机起动方案