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Design and optimization of variable thrust hybrid rocket motors for sounding rockets

Science China(Technological Sciences) 2012年第1期55卷 125-135页

作者： RAO DaLin CAI GuoBiao ZHU Hao TIAN Hui School of Astronautics Beihang University Beijing 100191 China

Besides safety and low-cost,the start/shutdown/restarting and throttling ability are the other two significant advantages of hy-brid rocket motors(HRMs) compared with liquid and solid *** this study,a two-stage variable thrust and non-toxic 98%HP/HTPB hybrid rocket motor(VTHRM) is designed and applied in a sounding rocket,and the design parameters of the motor are analyzed and optimized.A computational program is developed to design the motor system structure,to predict the interior ballistics and the ballistic trajectory.A star grain and a wheel grain are *** design of experiment(DOE),variance analysis and the main effect analysis are employed to investigate the influence of the main design parameters on mo-tor *** multidiscipline feasible(MDF) approach is applied to establish the optimization procedure after analyz-ing the system design structure matrix.A modified differential evolution algorithm is employed to maximize the load *** results indicate that the wheel grain could obtain a larger load mass and a lower length to diameter ratio,and that throttling markedly meliorates the motor and rocket *** conclusions drawn from the analysis and optimization could pro-vide instructive guide and theoretical basis for engineering designs.

关键词： sounding rocket hybrid rocket motor variable thrust motor design of experiment optimization design

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含石蜡燃料固液混合发动机推力调节及多次启动性能研究

含石蜡燃料固液混合发动机推力调节及多次启动性能研究

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中国航天第三专业信息网第四十届技术交流会暨第四届空天动力联合会议

作者：王印胡松启刘林林西北工业大学燃烧热、结构与内流场重点实验室西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室

为了研究石蜡燃料在固液混合发动机中的推力调节及多次启动性能,以石蜡、HTPB和铝粉为主要原料制备出了力学性能较好,滴点和能量较高的含石蜡燃料,并搭建了固液混合发动机试车平台,开展了基于含石蜡燃料的固液混合发动机变推力和多次启... 详细信息

为了研究石蜡燃料在固液混合发动机中的推力调节及多次启动性能,以石蜡、HTPB和铝粉为主要原料制备出了力学性能较好,滴点和能量较高的含石蜡燃料,并搭建了固液混合发动机试车平台,开展了基于含石蜡燃料的固液混合发动机变推力和多次启动实验。结果表明:该含石蜡燃料的力学性能和滴点可满足固液混合发动机工作的基本要求;通过在氧化剂供给支路上安装不同通流直径的孔板可控制氧化剂供给流量,从而实现推力调节功能,其中最大调节比可达3.27:1;通过在发动机前封头上埋置多个点火药包并使用铝箔爆破片封装从而可靠的实现了发动机多次启动功能,最高启动次数可达3次。

关键词： hybrid rocket motor Paraffin Based-Fuel Thrust Control Restart

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