液体火箭发动机汽蚀建模与低入口压力起动过程仿真

作     者：陈一丹 陈宏玉 刘亚洲 CHEN Yidan;CHEN Hongyu;LIU Yazhou

作者机构：中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室西安710100 

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

年 卷 期：2022年第37卷第8期

页      面：1654-1663页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51606138) 

主　　题：汽蚀模型 燃气发生器 起动过程 系统仿真 液体火箭发动机 

摘      要：针对液体火箭发动机氧化剂泵的汽蚀过程,使用入口NPSH(net positive suction head)代替入口压力作为汽蚀发生的判据和入口质量流量的计算方法,并通过模型与试验结果的对比发现以扬程下降1.25%作为断裂汽蚀发生点的模型具有良好的精度。后续开展发动机低于额定入口压力的起动仿真,结果表明:62%及以上额定压力能够正常起动;45%及以下额定压力起动失败,原因是燃气发生器温度过高。主要存在0.4~0.6 s,0.4~0.85 s和0.4~1.2 s三个时间段的严重汽蚀,分别对应氧主阀打开、主涡轮转速的快速爬升和燃气发生器参数波动。氧化剂主泵汽蚀主要影响燃气发生器和推力室,次要影响燃料供应路组件,轻微影响主涡轮。