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题目:基于AMESim的液体火箭发动机动态特性仿真

关键词:液体火箭发动机,动态特性,仿真,AMESim

  摘要

液体火箭发动机的动态特性是研制过程中的重点,通过分析内外干扰因素对发动机动态特性的影响,对后续的研制工作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小偏差法无量纲的数学模型,并在AMESet中进行二次开发,开发出的发动机各部件仿真模块,组成发动机频率特性仿真模型库。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。利用开发的发动机频率特性仿真库,在AMESim平台上搭建氢氧发动机频率特性仿真系统,对在不同干扰输入条件下发动机响应过程进行仿真,得到发动机在低频时的幅频特性,分析了喷注器容腔体积对发动机频率特性的影响。针对某氢氧发动机推进系统和箭体结构系统,采用集中参数法建立各部件数学模型,并在AMESet中进行二次开发,开发出的箭体系统各部件仿真模块,组成箭体系统频率特性仿真模型库。在AMESim平台上搭建推进系统和箭体系统,对POGO振动在推进系统中的传播及系统频率特性进行仿真,得到了箭体结构频率、推进系统频率和整个箭体系统频率的相互关系,以及各部件参数对系统频率的影响规律。