液體運(yùn)載火箭低溫動力系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

目錄
 
第1章運(yùn)載火箭的發(fā)展及其動力系統(tǒng)1
 
1.1運(yùn)載火箭的發(fā)展1
 
1.1.1運(yùn)載火箭早期雛形1
 
1.1.2現(xiàn)代航天理論的建立1
 
1.1.3近現(xiàn)代運(yùn)載火箭發(fā)展2
 
1.1.4我國航天運(yùn)載火箭成就3
 
1.2液體運(yùn)載火箭動力系統(tǒng)及其發(fā)展5
 
1.2.1液體運(yùn)載火箭動力系統(tǒng)作用及組成5
 
1.2.2液體運(yùn)載火箭動力系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)6
第2章低溫動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)9
 
2.1熱力學(xué)基礎(chǔ)9
 
2.1.1系統(tǒng)及參數(shù)定義9
 
2.1.2熱力學(xué)定律10
 
2.1.3熱力學(xué)第二定律12
 
2.1.4開口系統(tǒng)能量狀態(tài)方程12
 
2.2流體力學(xué)基礎(chǔ)13
 
2.2.1主要物性參數(shù)13
 
2.2.2流體運(yùn)動的描述16
 
2.2.3流體力學(xué)控制方程19
 
2.2.4可壓縮氣體流體23
 
2.2.5兩相及多相流體27
 
2.3低溫流體傳熱傳質(zhì)29
 
2.3.1低溫流體特性29
 
2.3.2傳熱與傳質(zhì)30
 
2.4微重力34
 
2.5燃燒理論基礎(chǔ)37
 
2.5.1概述37
 
2.5.2燃燒過程及分類38
 
2.5.3液體燃燒分區(qū)39
第3章低溫動力系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42
 
3.1設(shè)計(jì)范疇42
 
3.2系統(tǒng)特點(diǎn)42
 
3.3設(shè)計(jì)原則44
 
3.3.1總則44
 
3.3.2工程研制準(zhǔn)則45
 
3.3.3“三化”設(shè)計(jì)準(zhǔn)則45
 
3.3.4經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則45
 
3.3.5高可靠性準(zhǔn)則46
 
3.3.6技術(shù)繼承性與先進(jìn)性準(zhǔn)則46
 
3.3.7安全性準(zhǔn)則46
 
3.4研制階段47
 
3.4.1方案設(shè)計(jì)階段47
 
3.4.2初樣設(shè)計(jì)階段47
 
3.4.3試樣設(shè)計(jì)階段48
 
3.5設(shè)計(jì)方法48
第4章低溫液體火箭發(fā)動機(jī)49
 
4.1概述49
 
4.1.1液體火箭發(fā)動機(jī)基本組成49
 
4.1.2世界主要液體火箭發(fā)動機(jī)50
 
4.1.3液體火箭發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢56
 
4.2發(fā)動機(jī)系統(tǒng)及其性能57
 
4.2.1火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)57
 
4.2.2發(fā)動機(jī)系統(tǒng)分析58
 
4.3發(fā)動機(jī)對火箭總體性能影響61
第5章低溫推進(jìn)劑系統(tǒng)62
 
5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)62
 
5.2低溫火箭發(fā)動機(jī)預(yù)冷63
 
5.2.1預(yù)冷方式63
 
5.2.2預(yù)冷方式比較66
 
5.2.3主要運(yùn)載火箭預(yù)冷方式66
 
5.2.4發(fā)動機(jī)預(yù)冷方式需考慮的因素67
 
5.2.5預(yù)冷過程熱分析69
 
5.3低溫推進(jìn)劑的熱分層72
 
5.3.1熱分層的影響73
 
5.3.2熱分層研究的基本方法74
 
5.3.3湍流邊界層下熱分層計(jì)算75
 
5.3.4微重力下推進(jìn)劑熱力學(xué)分析79
 
5.3.5熱分層抑制82
 
5.4低溫推進(jìn)劑加注設(shè)計(jì)83
 
5.4.1低溫貯箱加注前置換84
 
5.4.2加注過程85
 
5.5低溫推進(jìn)劑管路87
 
5.5.1管路補(bǔ)償設(shè)計(jì)88
 
5.5.2絕熱方案設(shè)計(jì)90
 
5.6推進(jìn)劑出流設(shè)計(jì)92
 
5.6.1典型夾氣情況92
 
5.6.2無塌陷出流口設(shè)計(jì)95
 
5.6.3出流試驗(yàn)97
 
5.7涌泉現(xiàn)象及其抑制98
 
5.7.1涌泉的形成98
 
5.7.2涌泉的抑制100
第6章低溫貯箱增壓系統(tǒng)105
 
6.1增壓系統(tǒng)功能及要求105
 
6.2貯箱增壓方式分析106
 
6.3貯箱增壓過程熱力學(xué)分析112
 
6.3.1低溫貯箱增壓熱力學(xué)過程112
 
6.3.2低溫貯箱增壓過程集總參數(shù)法113
 
6.3.3低溫貯箱增壓過程分布參數(shù)法122
 
6.4氣瓶充放氣過程熱力學(xué)分析126
 
6.5貯箱需要增壓壓力分析130
 
6.5.1貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要壓力130
 
6.5.2發(fā)動機(jī)工作需要的壓力131
 
6.5.3貯箱需要增壓壓力計(jì)算134
 
6.6增壓氣體質(zhì)量估算136
 
6.7增壓過程能量分配140
第7章低溫火箭POGO抑制設(shè)計(jì)146
 
7.1POGO機(jī)理146
 
7.2POGO穩(wěn)定性分析148
 
7.2.1傳遞函數(shù)模型149
 
7.2.2狀態(tài)空間模型151
 
7.3低溫火箭POGO抑制技術(shù)157
 
7.3.1膜盒式蓄壓器POGO抑制159
 
7.3.2注氣式蓄壓器POGO抑制161
 
7.3.3主動式POGO抑制169
第8章低溫動力系統(tǒng)供配氣設(shè)計(jì)172
 
8.1供配氣系統(tǒng)172
 
8.2供配氣設(shè)計(jì)173
 
8.2.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)則173
 
8.2.2設(shè)計(jì)流程173
 
8.2.3用氣量需求分析177
 
8.3氣封吹除設(shè)計(jì)178
第9章低溫動力系統(tǒng)仿真技術(shù)180
 
9.1動力系統(tǒng)仿真技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用180
 
9.1.1國外動力系統(tǒng)仿真工具發(fā)展181
 
9.1.2國內(nèi)動力系統(tǒng)仿真工具發(fā)展201
 
9.2動力系統(tǒng)仿真模型204
 
9.2.1動力系統(tǒng)時域模型204
 
9.2.2動力系統(tǒng)頻域模型213
 
9.3模塊化通用仿真技術(shù)216
 
第10章低溫動力系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)218
 
10.1低溫動力系統(tǒng)試驗(yàn)體系218
 
10.2低溫動力系統(tǒng)試驗(yàn)方法219
 
10.2.1貯箱增壓試驗(yàn)219
 
10.2.2發(fā)動機(jī)預(yù)冷試驗(yàn)221
 
10.2.3推進(jìn)劑出流試驗(yàn)222
 
10.2.4涌泉抑制試驗(yàn)222
 
10.2.5POGO抑制試驗(yàn)222
 
10.2.6動力系統(tǒng)試車225
參考文獻(xiàn)230