液氧煤油发动机蒸发器路单向阀结构优化

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1、第38卷第1期火箭推进V01．38．№．12012年2月JOURNALOFROCKETPROPULSIONFeb．2012液氧煤油发动机蒸发器路单向阀结构优化雷恒，贾景卫，谢宁(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：在某次液氧煤油发动机试车中，由于蒸发器路单向阀调整流量小于设计流量，导致单向阀阀芯发生颤振，从而在发生器氧系统引入激励源，引起发生器供应系统的耦合振荡，发动机结构振动大幅增加，导致试车中止。根据发动机使用要求，对单向阀结构进行了结构优化。通过AMEsim软件对优化后单向阀进行的仿真分析及试验验证，表明优化措施有效。优化后单

2、向阀参加发动机热试考核，工作正常。关键词：液氧煤油发动机；单向阀；振荡；改进；AMEsim中图分类号：V434．2—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2012)01—0027—05StructureoptimizationofcheckvalveinevaporatorpipelineofLOX／keroseneengineLEIHeng，JIAJing-wei，XIENing(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Thecheckvalveatt

3、heevaporatorpipelineoscillatedinatestofLOX／keroseneenginebecausethefluxofthepipelinewaslessthanthatofitsdesignrequirement．TheoscillationofthevalvebroughtanexcitationtotheLOXsystemofthegenerator，thenresonancearose，whichcausedtheacuteengineoscillationandthetesthadtobecutof．The

4、configurationofthecheckvalvewasimprovedtomeetthesystem．EmulationandexperimentalverificationoftheoptimizedcheckvalveweretakenwithAMEsim．Theresultsindicatethatthemeasureisefective．TheoptimizedcheckvalveworkednormallyinatestofLOX／keroseneengine．Keywords：LOX／kerosenerocketengine

5、；checkvalve；oscillation；improvement；AMEsim过发动机蒸发器路从低温推进剂泵出口引出一股0引言推进剂，经过发动机蒸发器后将推进剂蒸气输入推进剂贮箱，用于推进剂贮箱的增压，给推进剂液氧煤油火箭发动机使用低温推进剂，其贮贮箱一个的正压以避免泵的汽蚀；而在发动机工箱增压采用自身增压方式lll：发动机工作后，通作前，蒸发器路不允许泄漏。因此，在发动机蒸收稿日期：2011-09—01；修回日期：2011-09—26基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目作者简介：雷恒(1975一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机

6、阀门火箭推进2012年2月发器路中设置一单向阀。mentforPerformingSimulationsofEngineeringSys—在发动机研制过程中，蒸发器路推进剂流量tems，是法国IMAGINE公司开发的高级工程仿真系统要求值减小。在发动机试车中，由于蒸发器系统，是一个图形化的开发环境，用于流体、机路单向阀调整流量为新调整值，已小于单向阀最械、控制、电磁等工程系统建模、仿真和动态性初设计流量，发动机试车时单向阀阀芯出现颤能分析。AMESim具有丰富的模型库，用户可以振，从而在发生器氧系统引人了脉动激励源，并采用基本元素法，按照实际物

7、理系统来构建自定形成了发动机系统的耦合振荡，发动机结构振动义模块或仿真模型，而不需要去推导复杂的数学大幅增加，导致试车中止。为了验证单向阀流路模型，使得工程师从繁琐的数学建模中解放出自激振荡特性，试车后进行了液流模拟试验。在来，从而专注于物理系统本身的设计121。一定进出口压力条件下，复现了单向阀的颤振状2．2单向阀AMEsim建模态，系统出现了频率为732Hz的振动。单向阀AMESim软件在操作上简单方便，主要经过上的振动远大于导管振动，分析认为732Hz振4个步骤：1)Sketch草图模式下搭建系统模型；动是由单向阀颤振引起的。试车后分解发

8、现单向2)Submodels子模型模式下为系统元件选择合适阀阀芯配合圆柱面及密封端面磨损严重，与试验的数学模型；3)Parameters参数模式下为图