液氧温度对某液氧液氢发动机性能影响研究

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1、第40卷第2期2014年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPUKSIONV01．40．№．2Apr．2014液氧温度对某液氧液氢发动机性能影响研究姜冬玲，杨莹(北京航天动力研究所，北京100076)摘要：结合某液氧液氢发动机实际飞行中二次工作段入口液氧温度升高和推力下降现象，分析了液氧温度对发动机性能的影响方式和修正方法。通过过冷液氧的发动机试验，对液氧温度影响性能的两种方式分别进行了修正，可将某液氧液氢发动机二次工作段推力与一次工作段的偏差降低约24％，将发动机飞行燃烧室压力与交付值的偏差降低约8％。关键词：液氧液氢发动机；液氧温度；干扰因素；非线

2、性计算方法；小偏差计算方法中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)02—0054—05InfluenceofLOXtemperatureonLOX／LH，rocketengineperIbrmanceJIANGDong-ling，YANGYing(BeijingAerospacePropulsionInstitute，Beijing100076，China)Abslzact：TheimpactingmodeandcorrectionmethodofLOXtemperatureatitsinletonengineperform

3、ancearestudiedincombinationwiththephenomenathattheLOXtemperatureatitsinletroseandthethrustdroppeddownduringthesecondoperatingperiodofaLOX／LH2rocketengineinitsactualflyingtest．Accordingtothetestresultofasuper—coolingliquidoxygenengine，theinfluenceoftwoimpactingmodesofLOXtemperatureonen

4、gineperformancewascorrected，bywhichthedeviationoftheLOX／LH2rocketenginethrustbetweensecondandfirstoperatingperiodswasdecreasedbyabout24％，andthedeviationofcombustorpressurebetweenflyingtestvalueandgivenvaluebeforeflyingwasdecreasedbyabout8％．Keywords：LOX／LH2rocketengine；LOXtemperature；i

5、nterferencefactor；nonlinearcalculationmethod；smalldeviationcalculationmethodo引言竿亮釜纂萋票挛二纂兰嚣釜，荔耋募喜萎篓亍兰某液氧液氢发动机用于运载火箭上面级，采次工作段发动机人口液氧温度要明显高于一次工用低温液氧液氢推进剂、具备高空二次起动工作作段，是二次工作段推力下降的主要原因之一。收稿日期：2013—10—18；修回日期：2014—03—10作者简介：姜冬玲(1982一)，女，硕士，研究领域为液体火箭发动机系统第40卷第2期姜冬玲，等：液氧温度对某液氧液氢发动机』生能影响研究55发动

6、机的性能主要受内外干扰因素的影响，液氧温度首先作为外部因素直接影响性能参数。此外，在发动机实际性能计算过程中，因具体计算方法的原因，液氧温度还会间接通过内部因素影响发动机的性能。为了减小实际飞行过程中液氧温度变化对发动机性能参数的影响，需分析液氧温度对发动机性能的具体影响方式及修正方法，并进行试验研究。1液氧温度对性能的影响液体火箭发动机性能受各种干扰因素的影响，影响因素可分为两类：一类是内部干扰因素，如推力室效率偏差、泵扬程偏差、涡轮和泵的效率偏差、管路损失系数偏差以及零组件的制造、装配误差等；另一类是外部干扰因素，如推进剂温度、密度和人口压力偏差等㈣。液氧温度

7、可通过这两类因素对发动机性能产生影响。1．1外部因素液氧温度首先作为外部因素影响发动机性能。同一台发动机，在不同的入口推进剂温度条件下，性能会存在较大区别。地面试验时，液氧温度会存在随机性散差。飞行过程中，火箭总体为提高火箭的性能，规定了液氧的加注方法：先加注一部分约92K的液氧再加注一部分约83K的液氧。因此，每次地面试验和每次飞行过程中液氧的人口温度均会有所不同，且两个工作段的液氧温度也会存在较大区别。该部分的影响无法避免，只能采取一定的方法进行修正，以利于发动机性能参数的实际使用和对比分析。1．2内部因素在发动机性能分析计算中，为修正发动机入口推进剂温度对性

8、能的影响，