基于再生冷卻的自增壓方案研究.pdf

1、自增壓供應系統(tǒng)既有氣瓶擠壓式供應系統(tǒng)結構簡單的優(yōu)點，又兼具泵壓式供應系統(tǒng)質量小、供應壓強高的優(yōu)良性能，在提高推進系統(tǒng)可靠性，降低飛行器成本方面具有很大優(yōu)勢。但自增壓供應系統(tǒng)也存在不能以恒定貯箱壓強供應推進劑的缺點，因而也難以保持發(fā)動機推力的恒定。本文針對自增壓供應系統(tǒng)存在的不足，提出了基于再生冷卻的自增壓方案，并采用數(shù)值模擬和理論分析的方法對該方案進行了初步研究，主要包括貯箱在供應過程中壓強變化規(guī)律和推進劑在亞臨界壓強下流動和傳熱規(guī)律的

2、研究，為后續(xù)研究提供了一定的參考。論文主要工作如下：
　?。?）針對貯箱恒壓供應方案的對比。對自增壓貯箱的工作原理進行了介紹，對三種恒壓供應方案的系統(tǒng)質量進行了估算。結果表明：再生冷卻-自增壓方案能大大減輕增壓系統(tǒng)的重量。
　　（2）針對貯箱在供應過程中的壓強變化規(guī)律進行了數(shù)值模擬。建立了推進劑貯箱的物理模型和數(shù)學模型，介紹了推進劑熱力學參數(shù)的計算方法，分析了其適用范圍，并編寫了相應的熱物性計算程序；模型的預測值與實驗值吻合

3、度較好；通過不同的算例對影響貯箱氣枕壓強的各因素進行了分析。結果表明：增壓氣體的體積流量和貯箱出口推進劑的體積流量對貯箱的壓強影響較大；當使用增壓氣體增壓時，液體推進劑溫度和凈蒸發(fā)速率的影響基本可以忽略；液體溫度及凈蒸發(fā)速率在無增壓氣體時比較重要；氣枕體積大小影響貯箱壓強變化的敏感性；若采用加熱推進劑的形式給貯箱增壓，氣相加熱的效果好于液相加熱。
　?。?）針對推進劑在亞臨界壓強下流動和傳熱進行了數(shù)值模擬。建立了推進劑在冷卻通道內