液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗系統(tǒng)設計

目錄
 
第1章概論1
1.1高空模擬試驗的目的與特點3
1.2高空模擬試驗系統(tǒng)結構類型5
1.2.1擴壓器開式系統(tǒng)5
1.2.2擴壓器閉式系統(tǒng)5
1.2.3組合開式系統(tǒng)6
1.2.4組合閉式系統(tǒng)7
1.2.5新型高空模擬試驗系統(tǒng)11
1.3高空模擬試驗技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12
1.3.1國內(nèi)外高空模擬試驗技術發(fā)展現(xiàn)狀12
1.3.2國外高空模擬試驗技術發(fā)展趨勢16
參考文獻18
第2章高空模擬試驗系統(tǒng)總體設計19
2.1需求分析19
2.2設計依據(jù)和原則20
2.2.1設計依據(jù)20
2.2.2設計原則20
2.3總體功能與結構設計21
2.3.1模擬環(huán)境21
2.3.2總體結構設計23
2.4總體技術指標設計27
2.5指標分解與氣動計算29
2.6環(huán)境條件總體設計30
2.6.1發(fā)動機冷熱環(huán)境31
2.6.2發(fā)動機測試設備熱防護32
2.7測控系統(tǒng)總體設計34
2.7.1控制系統(tǒng)總體設計34
2.7.2測量系統(tǒng)總體設計35
參考文獻36
第3章試驗艙與環(huán)境條件設計37
3.1試驗艙設計37
3.1.1外加強帶圓角矩形截面試驗艙強度計算38
3.1.2外加強對稱矩形截面試驗艙強度計算44
3.2真空環(huán)境條件設計48
3.2.1低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)48
3.2.2高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)59
3.3稀薄流環(huán)境模擬系統(tǒng)73
3.3.1稀薄流環(huán)境73
3.3.2地球稀薄流環(huán)境模擬73
3.3.3火星稀薄流環(huán)境模擬78
3.4真空環(huán)境大噴管保護條件設計87
3.4.1系統(tǒng)設計87
3.4.2仿真計算91
3.4.3調(diào)試及結果評估92
參考文獻94
第4章燃氣升壓系統(tǒng)設計95
4.1發(fā)動機擴壓器系統(tǒng)流動模型95
4.2圓柱形超聲速擴壓器設計96
4.2.1圓柱形擴壓器設計計算流程97
4.2.2圓柱形擴壓器設計計算結果99
4.3二次喉道超聲速擴壓器氣動計算100
4.3.1二次喉道超聲速擴壓器設計理論100
4.3.2計算流程104
4.3.3二次喉道擴壓器計算結果108
4.4空氣泄入式擴壓器設計109
4.4.1計算模型110
4.4.2計算流程110
4.4.3空氣間隙對氣流參數(shù)的影響113
4.5擴壓器結構設計計算113
4.5.1內(nèi)外壁不連接條件下壁面強度計算114
4.5.2內(nèi)外壁稠密連接條件下應力及承載能力計算116
4.5.3內(nèi)外壁稠密連接條件下局部撓度計算119
4.6擴壓器傳熱計算120
4.7擴壓器壁溫數(shù)值計算123
4.7.1相關公式推導123
4.7.2數(shù)值計算結果129
參考文獻131
第5章燃氣降溫系統(tǒng)設計132
5.1氣體熱力性質(zhì)計算132
5.2直接接觸式燃氣降溫器設計計算135
5.2.1設計理論135
5.2.2冷卻水霧化和蒸發(fā)136
5.2.3影響因素分析138
5.2.4降溫器計算結果140
5.2.5結構設計142
5.3翅片管換熱器設計計算145
5.3.1翅片管換熱器技術要求145
5.3.2傳熱和氣動計算146
5.3.3換熱器計算結果150
5.3.4結構設計151
5.4冷卻水流量控制和調(diào)試153
5.4.1流量控制裝置154
5.4.2流量控制模型及計算155
5.4.3水流量計算和調(diào)試結果156
5.4.4試驗數(shù)據(jù)驗證結果157
參考文獻158
第6章燃氣抽吸系統(tǒng)設計159
6.1真空管道設計160
6.1.1流態(tài)判別160
6.1.2分子流時質(zhì)量流量計算161
6.1.3黏滯流時質(zhì)量流量計算161
6.1.4湍流時管道流阻計算162
6.1.5真空管道強度計算164
6.2真空管道密封165
6.2.1橡膠密封材料165
6.2.2O形橡膠圈166
6.2.3空心金屬Ｏ形圈168
6.2.4高溫真空條件下管道密封169
6.3真空系統(tǒng)設計計算172
6.3.1真空系統(tǒng)設計內(nèi)容172
6.3.2真空系統(tǒng)設計流程172
6.3.3真空系統(tǒng)設計原則177
6.4氣體噴射泵的一維流設計方法178
6.5蒸氣噴射泵設計方法Ⅰ182
6.5.1氣體引射器設計182
6.5.2氣體壓縮器設計185
6.5.3氣體引射器計算結果185
6.6蒸氣噴射泵設計方法Ⅱ186
6.6.1流量系數(shù)計算186
6.6.2工作蒸氣耗量計算187
6.7蒸氣冷凝器設計方法188
6.7.1蒸氣冷凝器設計188
6.7.2蒸氣冷凝器計算結果189
6.8噴射泵結構尺寸計算190
參考文獻193
第7章蒸氣生成系統(tǒng)設計195
7.1類型與組成195
7.2液氧酒精蒸氣發(fā)生器設計196
7.2.1點火裝置設計196
7.2.2發(fā)生器設計205
7.3空氣酒精蒸氣發(fā)生器設計214
7.3.1點火裝置設計214
7.3.2發(fā)生器設計222
7.4蒸氣發(fā)生器系統(tǒng)調(diào)試233
7.4.1點火器系統(tǒng)組成與調(diào)試233
7.4.2發(fā)生器系統(tǒng)組成與調(diào)試237
7.5發(fā)生器工程化應用242
7.5.1工程化方案242
7.5.2工程化實施243
參考文獻246
第8章高空環(huán)境參數(shù)測量247
8.1推力參數(shù)測量247
8.1.1推力架結構組成247
8.1.2測量系統(tǒng)設計248
8.1.3真空環(huán)境推力測量255
8.1.4系統(tǒng)調(diào)試及性能評估262
8.2真空壓力測量265
8.2.1真空壓力265
8.2.2試驗艙內(nèi)壓力參數(shù)測量267
8.3溫度參數(shù)測量270
8.3.1接觸式熱電偶測溫270
8.3.2非接觸式溫度測量272
8.3.3熱流密度測量274
參考文獻276
第9章系統(tǒng)調(diào)試與驗證277
9.1系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容277
9.2冷卻水系統(tǒng)調(diào)試278
9.2.1冷卻水流量調(diào)節(jié)形式279
9.2.2限流孔板的選擇279
9.2.3系統(tǒng)調(diào)試282
9.3蒸氣生成系統(tǒng)調(diào)試284
9.3.1系統(tǒng)冷調(diào)284
9.3.2系統(tǒng)熱調(diào)287
9.4系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試291
9.4.1調(diào)試目的291
9.4.2調(diào)試方法291
9.4.3負載氣量計算291
9.4.4負載噴嘴計算292
9.4.5真空環(huán)境下設備受力計算293
9.4.6調(diào)試后的檢查與數(shù)據(jù)分析294
9.5考臺試驗295
9.5.1試驗目的295
9.5.2試驗流程295
9.6系統(tǒng)性能評估299
9.6.1真空機械泵組性能評估299
9.6.2試驗艙性能評估299
9.6.3燃氣升壓系統(tǒng)性能評估300
9.6.4燃氣降溫系統(tǒng)性能評估300
9.6.5蒸氣噴射泵性能評估301
9.7調(diào)試總結與展望301
參考文獻303