● 摘要
液体火箭发动机的稳定性是研制过程中的难点,通过对发动机频率特性进行深入的研究,判断火箭发动机系统和箭体系统稳定性具有非常重要的意义。本文以工程应用为背景,针对氢氧无补燃循环发动机,对发动机的频率特性进行了研究。针对某氢氧发动机的主要组件,建立和完善了描述发动机系统动态过程的数学模型。为了满足频率特性计算的需要,建立了液体管路和气体管路的分布参数数学模型;在建立燃气发生器、燃烧室的数学模型时考虑熵波影响。根据氢氧发动机的结构和动态过程的特点,对所建立的数学模型进行了适当的简化,并结合所编制的仿真程序对发动机的频率特性进行仿真。计算得到发动机在低频时的幅频特性,通过幅频特性分析各振荡频率对发动机各部件影响,得出了发动机的一些固有特性。运用发动机频率特性结论,简化推进系统模型,建立箭体系统的数学模型。在建立箭体系统模型中,未包括燃气发生器副系统,对其它各个部件建立二阶模型。结构纵向振动时,把结构作为一个整体,只有一个自由度,建了结构二阶振动方程。通过该系统模型,分析了箭体结构频率,推进系统频率和整个箭体系统频率的相互关系,同时也分析了泵的参数和蓄压器参数对箭体系统频率的影响。
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