鲁泊数和孔径比对直流互击式喷注器性能的影响

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1、第36卷第3期2010年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．36．№．3Jun．2010鲁泊数和孔径比对直流互击式喷注器性能的影响刘晓伟，胡伟，曹晶，夏开红，常小庆(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：设计高性能喷注器、提高发动机比冲性能是发动机设计者一直追求的目标。对于直流互击式喷注器，鲁泊数和孔径比是影响喷注器性能的两个关键参数，而且两者之间有一定关联。为了初步研究鲁泊数和孔径比参数对直流互击式喷注器性能的影响，合理匹配两者的关系，设计了三种状态的喷注器，进行了混合比分布试验和热试车考核。结果

2、表明，兼顾鲁泊数和孔径比才能使氧化剂和燃料达到最佳混合效果，提高燃烧效率。关键词：直流互击式喷注器；鲁泊数；孔径比中图分类号：V434文献标识码：A文章编号：(2010)03—0024—04EffectsofRupenumberandratioofinjectionorifice一●一diameteronunlikeImpinginglnjectorperformanceLiuXiaowei，HuWei，CaoJing，XiaKaihong，ChangXiaoqing(Xi'anAerospacePropulsionInstitute，Xi"

3、an710100，China)Abstract：Todesignahigllperformanceinjectorandtoimproveen舀neimpulseperformancearethepermanentgoalsofenginedesigners．TheRupenumberandtheratioofinjectionorificedi-ameteraretwokeyparametersaffectingunlikeimpinginginjectorperformance，andtheyarecloselyinterrelated．

4、TostudytheeffectofRupenumberandratioofinjectionorificediameteronunlikeim-pinginginjectorperformanceandtomatchreasonablytherelationshipbetweenRupenumberandratioofinjectionorificediameter，threekindsofinjectorsweredesigned，andrelevantmixtureratiodistributiontestsandhotfiretest

5、swereperformed．TheresultsshowthatmixturecharacteristicsofoxidizerandfuelCanbeimprovedonlybytakingintoaccountbothRupenumberandratioofinjec-tionorificediameter，andthuscombustionefficiencycanbeimproved．Keywords：unlikeimpinginginjector；Rupenumbe巧ratioofinjectionorificediameter收

6、稿日期：2010-01--06；修回日期：2010-02—12。作者简介：刘晓伟(1978_-)，男，工程师，研究领域为轨姿控推力室设计。第36卷第3期刘晓伟，等：鲁泊数和孔径比对直流互击式喷注器性能的影响25O引言随着航天技术的发展，有效载荷的大小成为航天器竞争的焦点，从而对发动机比冲性能提出了越来越高的要求。提高比冲性能的途径之一是增加喷管面积比，但这样不仅增加了发动机结构质量，比冲增加的幅度通常也较为有限。另外一条途径是采用高性能喷注器，提高发动机燃烧效率。国外在高性能喷注器研究方面取得了很大突破，如美国研制的890N先进材料双组元发动

7、机(AMBR)、445N高性能远地点发动机(HiPAT)，燃烧效率均接近100％，其中445N发动机的比冲已达到329sI”。本研究设计了一组喷注器，通过试验对比，初步摸索了鲁泊数和孔径比参数对直流互击式喷注器性能的影响。1参数影响分析直流互击式喷注器依靠两股射流的撞击完成雾化和混合过程，典型的圆孔互击式喷注单元见图l。正舻劭彭；≥约￡，，，6,Yd／∥／／／／A．彳z／I、／r图1圆孔互击式喷注单元Fig．1Unlikeimpinginginjectorelement美国喷气推进实验室的杰克·鲁泊采用推进剂模拟液进行了大量冷试试验，从而得出

8、结论：氧化剂与燃料射流的动量比与孔径比相同时，推进剂达到最佳混合效果【2】。该试验结果得到了热试验证，并被定义为鲁泊准则：对于孑L径比小于1．5的互击撞击对，鲁泊数