题目：小推力无毒推进剂发动机推力室设计与仿真

小推力液体火箭发动机在空间飞行器的轨道控制及姿态控制中发挥着重要的作用，随着对环境保护和人类自身健康的日益重视，航天用推进剂的无毒化己成为一种发展趋势，因此有必要开展无毒推进剂发动机的研制。本文以气氧/甲烷发动机为研究对象，其研究必要性是该发动机的成本节约，主要表现为两点：一是采用无毒推进剂，二是燃烧室材料为较低廉的的抗氧化性的高温合金。文中对发动机设计、推力室的流场仿真以及发动机的实验都进行了详细的阐述，其主要工作和结果如下：1） 针对气氧/甲烷发动机，阐述了推力室的详细设计过程，依据该发动机的特点，选取了抗高温和氧化性的推力室的材料。2） 分析了层板式喷注器的特点，介绍了层板式喷注器的设计、工作原理、制作过程以及点火装置的设计。3） 利用Fluent软件对该发动机的内流场进行了数值模拟，计算的结果主要是压强和边区氧气的浓度分布，数值计算为后期的实验起到一定的指导作用。4） 对该发动机进行了四次实验，时间分别0.5秒、1秒、1秒及2秒，发动机工作正常，结果表明在短时间内气膜冷却对推力室壁面的热防护起到了作用。5） 设计了扩压器，其主要作用使小推力发动机在地面能够正常工作，并对扩压器的传热进行了计算，采取了相应的热防护措施。