某型氢氧火箭发动机频率特性模块化建模计算分析

作     者：张万旋 张箭 张楠 ZHANG Wanxuan;ZHANG Jian;ZHANG Nan

作者机构：中国航天科技集团有限公司北京航天动力研究所北京100076 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2022年第37卷第6期

页      面：1336-1344页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主　　题：频率特性 模块化建模 耦合系统 稳定性分析 近似模型 

摘      要：为分析某型氢氧火箭发动机频率特性,建立了主、副系统耦合的线性化动态模型:通过一维分布参数模型描述管路特性;采用考虑熵波的绝热流动模型描述燃烧组件特性;推导了转速脉动反馈的传递函数,采用考虑气蚀效应的模型描述泵组件;采取有理近似式表达分布式参数模型和热力组件中的超越函数。在Simulink平台上建立模块化仿真模型,采用扫频法获取频率特性,并利用热试车数据进行验证。结果表明,所开发的模块化仿真库对工程应用十分友好,可用于分析发动机系统低频至中频频率特性;该型发动机在燃气脉动激励下将产生主系统10、165 Hz和副系统124、204 Hz的频率响应;考虑转速脉动反馈计算所得特征频率更加准确;增加泵前管路局部流阻和燃气发生器喷注压降,可提高发动机系统稳定性。