推进技术
2001年第22卷第3期文章目次
2001, 22(3):177-182.
摘要:
基于Arrhenius 幂律模型 ,给出了分析恒定应力加速可靠性增长试验 (CSARGT)分组数据的数值方法 ,它们包括对CSARGT四项基本假定的统计检验 ,在诸加速应力水平Si 下幂律模型参数与MTBF的极大似然估计(MLE)与区间估计 ,加速方程系数的最佳线性无偏估计 (BLUE) ,加速系数与正常应力水平S0 下折算的MTBF的区间估计 ,并用数值例说明了这些方法。
基于Arrhenius 幂律模型 ,给出了分析恒定应力加速可靠性增长试验 (CSARGT)分组数据的数值方法 ,它们包括对CSARGT四项基本假定的统计检验 ,在诸加速应力水平Si 下幂律模型参数与MTBF的极大似然估计(MLE)与区间估计 ,加速方程系数的最佳线性无偏估计 (BLUE) ,加速系数与正常应力水平S0 下折算的MTBF的区间估计 ,并用数值例说明了这些方法。
2001, 22(3):183-186.
摘要:
弹用涡喷发动机的风车启动工况是复杂的非线性过程 ,由于此时压气机处于非设计工况 (膨胀 )而造成机理建模的困难。神经网络对于非线性映射具有任意逼近能力 ,应用径向基函数神经网络 (RBFN)对涡喷发动机风车启动阶段进行了实验建模 ,通过适当地选取网络参数及训练样本 ,达到了很高的精度 ,对确定发动机可靠点火点和启动过程仿真等都有一定的价值
弹用涡喷发动机的风车启动工况是复杂的非线性过程 ,由于此时压气机处于非设计工况 (膨胀 )而造成机理建模的困难。神经网络对于非线性映射具有任意逼近能力 ,应用径向基函数神经网络 (RBFN)对涡喷发动机风车启动阶段进行了实验建模 ,通过适当地选取网络参数及训练样本 ,达到了很高的精度 ,对确定发动机可靠点火点和启动过程仿真等都有一定的价值
2001, 22(3):187-190,206.
摘要:
介绍了弹用涡喷发动机燃烧室部件试验 ,对试验结果进行了全面的分析 ,指出燃烧室模拟试验与发动机实际工况之间的差别 ,产生差别的原因以及试验修正的方法。通过试验数据的分析与处理给出了某弹用涡喷发动机燃烧室出口径向温度分布、出口温度场和无因次温度场。分析结论可以用于弹用涡喷发动机燃烧室出口温度场预测和涡轮导向器叶片热设计。
介绍了弹用涡喷发动机燃烧室部件试验 ,对试验结果进行了全面的分析 ,指出燃烧室模拟试验与发动机实际工况之间的差别 ,产生差别的原因以及试验修正的方法。通过试验数据的分析与处理给出了某弹用涡喷发动机燃烧室出口径向温度分布、出口温度场和无因次温度场。分析结论可以用于弹用涡喷发动机燃烧室出口温度场预测和涡轮导向器叶片热设计。
2001, 22(3):191-194.
摘要:
为直接准确地计算系统结构可靠度 ,提出了自适应重要抽样方法 ,由极限状态面失效区确定的最初抽样区开始 ,用与随机变量联合概率密度函数成比例的抽样密度 ,自适应递增调整抽样 ,使抽样区稍大于失效区 ,以减少安全区的追加抽样 ,提高抽样效率 ,并将其应用于航空发动机涡轮叶片的结构可靠性分析 ,在获得相同的准确计算结果时 ,所需计算量显著减少。
为直接准确地计算系统结构可靠度 ,提出了自适应重要抽样方法 ,由极限状态面失效区确定的最初抽样区开始 ,用与随机变量联合概率密度函数成比例的抽样密度 ,自适应递增调整抽样 ,使抽样区稍大于失效区 ,以减少安全区的追加抽样 ,提高抽样效率 ,并将其应用于航空发动机涡轮叶片的结构可靠性分析 ,在获得相同的准确计算结果时 ,所需计算量显著减少。
2001, 22(3):195-198.
摘要:
用有限时间热力学方法分析变温热源条件下不可逆回热式布雷顿循环的功率密度特性 ,计入工质与高、低温侧换热器的热阻损失 ,压气机、涡轮机的不可逆压缩和膨胀损失和管路系统中的压力损失 ,导出了功率密度与压比间的解析式 ,并通过数值计算将对应于最大功率密度时的一些参数与对应于最大功率时的同样参数进行了比较。
用有限时间热力学方法分析变温热源条件下不可逆回热式布雷顿循环的功率密度特性 ,计入工质与高、低温侧换热器的热阻损失 ,压气机、涡轮机的不可逆压缩和膨胀损失和管路系统中的压力损失 ,导出了功率密度与压比间的解析式 ,并通过数值计算将对应于最大功率密度时的一些参数与对应于最大功率时的同样参数进行了比较。
2001, 22(3):199-203.
摘要:
为研究火箭发动机故障的羽流光谱诊断技术 ,对三组元双工况火箭发动机羽流发射光谱进行了实验测量。结果表明当发动机有异常杂质进入羽流时 ,羽流光谱中有该物质的显著特征光谱 ;同时 ,正常情况下羽流辐射光谱随发动机不同结构、不同工况及不同工作参数而表现出不同的特征光谱。
为研究火箭发动机故障的羽流光谱诊断技术 ,对三组元双工况火箭发动机羽流发射光谱进行了实验测量。结果表明当发动机有异常杂质进入羽流时 ,羽流光谱中有该物质的显著特征光谱 ;同时 ,正常情况下羽流辐射光谱随发动机不同结构、不同工况及不同工作参数而表现出不同的特征光谱。
2001, 22(3):204-206.
摘要:
利用X射线诊断系统 ,观察了固体火箭发动机热试车条件下潜入喷管背壁区熔渣粒子的溢流过程 ,得到了实验条件下的潜入喷管背壁区熔渣生成沉积数据和图像 ,分析探讨了喷管潜入深度、喷管喉部面积对背壁熔渣生成和溢流过程的影响 ,为发动机的设计提供了实验依据。
利用X射线诊断系统 ,观察了固体火箭发动机热试车条件下潜入喷管背壁区熔渣粒子的溢流过程 ,得到了实验条件下的潜入喷管背壁区熔渣生成沉积数据和图像 ,分析探讨了喷管潜入深度、喷管喉部面积对背壁熔渣生成和溢流过程的影响 ,为发动机的设计提供了实验依据。
2001, 22(3):207-210.
摘要:
采用电加热器和水冷真空舱近似模拟发动机内外的高温燃气和低温真空环境 ,以敷辐射涂层的不锈钢代替铌合金 ,在地面进行了飞船变轨发动机组缩比试验件的高温辐射模拟试验。结果表明 :在喉部温度为 90 0℃ ,喷口温度为 2 5 0℃的试验工况下 ,四机并联工作引起的最大周向温差在喉部和喷口分别约为 2 1℃和 15 0℃ ,两机工况时周向温度不均匀性不及四机严重 ,喉部温差基本可忽略。
采用电加热器和水冷真空舱近似模拟发动机内外的高温燃气和低温真空环境 ,以敷辐射涂层的不锈钢代替铌合金 ,在地面进行了飞船变轨发动机组缩比试验件的高温辐射模拟试验。结果表明 :在喉部温度为 90 0℃ ,喷口温度为 2 5 0℃的试验工况下 ,四机并联工作引起的最大周向温差在喉部和喷口分别约为 2 1℃和 15 0℃ ,两机工况时周向温度不均匀性不及四机严重 ,喉部温差基本可忽略。
2001, 22(3):211-214.
摘要:
采用数值计算方法对具有大扩张角中间机匣的某型涡轮低压级子午流道型线进行了改型设计 ,提出了7种型线设计方案 ,并应用N S方程全三维粘性求解程序对 7种方案进行了验算。结果表明 :子午扩张型流道外壁型线的改变 ,对低压导向器出口能量损失的影响是显著的 ,设计气动性能优良的子午扩张型线能明显削弱由于大扩张角引起的气流分离 ,降低涡轮低压级的损失。
采用数值计算方法对具有大扩张角中间机匣的某型涡轮低压级子午流道型线进行了改型设计 ,提出了7种型线设计方案 ,并应用N S方程全三维粘性求解程序对 7种方案进行了验算。结果表明 :子午扩张型流道外壁型线的改变 ,对低压导向器出口能量损失的影响是显著的 ,设计气动性能优良的子午扩张型线能明显削弱由于大扩张角引起的气流分离 ,降低涡轮低压级的损失。
2001, 22(3):215-218.
摘要:
采用Roe通量差分分裂格式对带有小突片的轴对称收 扩喷管内外流场进行了数值模拟。小突片形状有三角形和梯形 ,数目为 2个或 4个 ,堵塞比为 0 0 2 ,0 0 4和 0 0 6 ,相对高度为 0 0 8和 0 16 ,安装角分别为 12 0° ,135°和 15 0°。计算结果表明 :在喷管出口安装 2个或 4个小突片能使得喷管下游内外流掺混时间及掺混距离大为缩短 ,而对喷管的推力系数影响不大。采用小突片对于降低喷流噪声和抑制尾喷流红外辐射是非常有利的
采用Roe通量差分分裂格式对带有小突片的轴对称收 扩喷管内外流场进行了数值模拟。小突片形状有三角形和梯形 ,数目为 2个或 4个 ,堵塞比为 0 0 2 ,0 0 4和 0 0 6 ,相对高度为 0 0 8和 0 16 ,安装角分别为 12 0° ,135°和 15 0°。计算结果表明 :在喷管出口安装 2个或 4个小突片能使得喷管下游内外流掺混时间及掺混距离大为缩短 ,而对喷管的推力系数影响不大。采用小突片对于降低喷流噪声和抑制尾喷流红外辐射是非常有利的
2001, 22(3):219-221.
摘要:
为了提高结构可靠性分析的精度 ,提出一种获得结构响应概率密度函数的新方法。通过随机有限元法计算得到结构响应的样本及其各阶矩 ,利用Hermite正交多项式的线性组合来获得结构响应概率密度函数的最佳平方逼近式。算例表明 ,本文方法具有较高的计算精度和计算效率。
为了提高结构可靠性分析的精度 ,提出一种获得结构响应概率密度函数的新方法。通过随机有限元法计算得到结构响应的样本及其各阶矩 ,利用Hermite正交多项式的线性组合来获得结构响应概率密度函数的最佳平方逼近式。算例表明 ,本文方法具有较高的计算精度和计算效率。
2001, 22(3):222-224.
摘要:
应用元素势法 ,计算了脉冲爆震发动机 (PDE)常用的 6种爆震燃料产生爆震波的波后压力、波后温度及爆震波速等特征参数 ,得出了特征参数随余气系数变化的合理规律 ,以及PDE应选择密度大的燃料的结论。并与实验结果和国外相应的计算结果进行了对比 ,说明了该法在PDE研究中的有效性和可靠性。
应用元素势法 ,计算了脉冲爆震发动机 (PDE)常用的 6种爆震燃料产生爆震波的波后压力、波后温度及爆震波速等特征参数 ,得出了特征参数随余气系数变化的合理规律 ,以及PDE应选择密度大的燃料的结论。并与实验结果和国外相应的计算结果进行了对比 ,说明了该法在PDE研究中的有效性和可靠性。
2001, 22(3):225-228.
摘要:
为了获得波瓣混合结构的主要几何参数对性能的影响规律 ,采用贴体曲线坐标系和k ε两方程紊流模型进行了三维流场的数值研究。通过对波瓣混合结构的流场分析 ,得到了波瓣尾缘速度环量和总压恢复系数随波瓣瓣高和瓣长的变化关系。在波瓣的结构参数中 ,瓣高的影响更为显著。
为了获得波瓣混合结构的主要几何参数对性能的影响规律 ,采用贴体曲线坐标系和k ε两方程紊流模型进行了三维流场的数值研究。通过对波瓣混合结构的流场分析 ,得到了波瓣尾缘速度环量和总压恢复系数随波瓣瓣高和瓣长的变化关系。在波瓣的结构参数中 ,瓣高的影响更为显著。
2001, 22(3):229-232.
摘要:
采用具有TVD性质的三阶精度Godunov格式 ,数值模拟了某型涡轮高压导叶流场 ,并对流场损失及涡系结构进行分析 ,结果表明由于强烈的径向窜流 ,使低能流体大量地迁移到下端壁 ,使得下端部的损失显著增大 ,从而引起了总损失的增加。因此在高压导叶设计中 ,当采用低展弦比叶片时 ,应注意削弱叶片出口附近流场的严重径向窜流。
采用具有TVD性质的三阶精度Godunov格式 ,数值模拟了某型涡轮高压导叶流场 ,并对流场损失及涡系结构进行分析 ,结果表明由于强烈的径向窜流 ,使低能流体大量地迁移到下端壁 ,使得下端部的损失显著增大 ,从而引起了总损失的增加。因此在高压导叶设计中 ,当采用低展弦比叶片时 ,应注意削弱叶片出口附近流场的严重径向窜流。
2001, 22(3):233-236,244.
摘要:
电弧等离子体发动机 (Arcjet)因其高比冲、高推力 功率比等特点成为当前国际上电火箭研究和应用的热点。介绍了小功率Arcjet实验研究系统的主要组成 ,分析了实验方案 ,对 4种不同结构尺寸的发动机进行了性能实验 ,给出初步的发动机工作性能参数及实验结果分析。实验结果表明小喷管喉径及氮作为推进剂的发动机性能较好。所得结论对小功率Arcjet发动机的优化设计具有参考价值。
电弧等离子体发动机 (Arcjet)因其高比冲、高推力 功率比等特点成为当前国际上电火箭研究和应用的热点。介绍了小功率Arcjet实验研究系统的主要组成 ,分析了实验方案 ,对 4种不同结构尺寸的发动机进行了性能实验 ,给出初步的发动机工作性能参数及实验结果分析。实验结果表明小喷管喉径及氮作为推进剂的发动机性能较好。所得结论对小功率Arcjet发动机的优化设计具有参考价值。
2001, 22(3):237-240.
摘要:
在空气流量 1 2kg s左右的地面连管试验台上 ,研究了双凹槽结构的超燃室中多股高温富油燃气射流的超燃特性。试验结果表明 ,超燃点火可靠 ,火焰稳定 ,超燃效率可达 0 8以上。因此超燃新方案是可行的
在空气流量 1 2kg s左右的地面连管试验台上 ,研究了双凹槽结构的超燃室中多股高温富油燃气射流的超燃特性。试验结果表明 ,超燃点火可靠 ,火焰稳定 ,超燃效率可达 0 8以上。因此超燃新方案是可行的
2001, 22(3):241-244.
摘要:
为解决吸热型碳氢燃料裂解结焦的问题 ,在自制的脉冲微型反应色谱系统上以吸热型碳氢燃料NJ15 0为裂解原料 ,研究了三苯基膦 ,亚磷酸三苯酯 ,二硫化碳 ,噻吩 ,乙酸钾五种结焦抑制剂的性能及抑制机理。并在此基础上调配出不同比例的复合剂三苯基膦 +二硫化碳 ,亚磷酸三苯酯 +二硫化碳和乙酸钾 +二硫化碳。实验结果表明 ,单剂中二硫化碳的效果优于其他类型 ,但复合剂更具优势 ,能将结焦量控制在 1%以内。
为解决吸热型碳氢燃料裂解结焦的问题 ,在自制的脉冲微型反应色谱系统上以吸热型碳氢燃料NJ15 0为裂解原料 ,研究了三苯基膦 ,亚磷酸三苯酯 ,二硫化碳 ,噻吩 ,乙酸钾五种结焦抑制剂的性能及抑制机理。并在此基础上调配出不同比例的复合剂三苯基膦 +二硫化碳 ,亚磷酸三苯酯 +二硫化碳和乙酸钾 +二硫化碳。实验结果表明 ,单剂中二硫化碳的效果优于其他类型 ,但复合剂更具优势 ,能将结焦量控制在 1%以内。
2001, 22(3):245-249.
摘要:
为了研究泊松比的分布对固体推进剂药柱结构分析的影响 ,发展了一种适用于不可压缩材料的粘弹增量有限元方法 ,进行了泊松比随机粘弹性有限元的研究 ,采用局部平均方法对随机场进行离散 ,给出了二阶摄动有限元变异方程。算例表明 ,对药柱进行随机模拟 ,计算效率和精度较高。
为了研究泊松比的分布对固体推进剂药柱结构分析的影响 ,发展了一种适用于不可压缩材料的粘弹增量有限元方法 ,进行了泊松比随机粘弹性有限元的研究 ,采用局部平均方法对随机场进行离散 ,给出了二阶摄动有限元变异方程。算例表明 ,对药柱进行随机模拟 ,计算效率和精度较高。
2001, 22(3):250-253,257.
摘要:
用激光全息装置测量含铝复合推进剂燃烧场凝聚相的尺寸分布 ,分辨率为 5 μm。分析了滞留时间、铝粉含量 (2 %～ 16 % )和燃烧室压强 (0 1MPa～ 4MPa)对凝相粒子尺寸分布的影响。实验表明 ,粒子总数随滞留时间减少 ,粒子越大 ,减少的相对比例越大 ;粒子尺寸分布不随燃烧室压强和推进剂铝粉含量变化。
用激光全息装置测量含铝复合推进剂燃烧场凝聚相的尺寸分布 ,分辨率为 5 μm。分析了滞留时间、铝粉含量 (2 %～ 16 % )和燃烧室压强 (0 1MPa～ 4MPa)对凝相粒子尺寸分布的影响。实验表明 ,粒子总数随滞留时间减少 ,粒子越大 ,减少的相对比例越大 ;粒子尺寸分布不随燃烧室压强和推进剂铝粉含量变化。
2001, 22(3):254-257.
摘要:
以CuCl2 ·2H2 O和NaOH为原料 ,通过室温固相反应制备出纳米CuO粉末 ,产物 (CuO)的平均粒径为10nm左右。用DSC研究了纳米CuO对RDX热分解特性的影响。结果表明 ,纳米CuO对RDX热分解有明显的催化作用 ,它使RDX热分解峰温降低了 12℃ ,其对RDX热分解特性的影响与普通CuO粉明显不同
以CuCl2 ·2H2 O和NaOH为原料 ,通过室温固相反应制备出纳米CuO粉末 ,产物 (CuO)的平均粒径为10nm左右。用DSC研究了纳米CuO对RDX热分解特性的影响。结果表明 ,纳米CuO对RDX热分解有明显的催化作用 ,它使RDX热分解峰温降低了 12℃ ,其对RDX热分解特性的影响与普通CuO粉明显不同
2001, 22(3):258-260.
摘要:
用DSC和TG DTG等热分析手段研究了过冷态和结晶态的键合剂 1,1’ (1,3 苯二羰基 )双 2 甲基氮丙啶(HX 75 2 )的热行为 ,在 - 80℃～ 10 0℃范围内 ,除了过冷态在 - 37.6℃的玻璃化转变和结晶态在 36 .8℃～ 42 .9℃的熔融外 ,没有任何其它物理化学变化。亚稳态的过冷液体比结晶态有较大的分解热。HX 75 2有复杂的分解过程 ,第一步分解失重虽小 ,但放热量很大 ,说明分子结构发生重大变化。
用DSC和TG DTG等热分析手段研究了过冷态和结晶态的键合剂 1,1’ (1,3 苯二羰基 )双 2 甲基氮丙啶(HX 75 2 )的热行为 ,在 - 80℃～ 10 0℃范围内 ,除了过冷态在 - 37.6℃的玻璃化转变和结晶态在 36 .8℃～ 42 .9℃的熔融外 ,没有任何其它物理化学变化。亚稳态的过冷液体比结晶态有较大的分解热。HX 75 2有复杂的分解过程 ,第一步分解失重虽小 ,但放热量很大 ,说明分子结构发生重大变化。
2001, 22(3):261-264.
摘要:
为了深入了解旋转涡轮叶片内冷通道中的流动特性 ,用激光多谱勒测速仪 (LDA)测量了旋转U型通道中的平均速度分布。通道的横截面积为 5 0mm× 5 0mm ,弯管的平均半径与水利直径的比值为 0 6 5 ,旋转轴与弯管的曲率轴平行。在Re=10 5 时分别测量了转动数Ro =0 ,0 2和 - 0 2三种旋转状态下的速度分布。在这三种情况下弯管内侧θ =90°至下游一定范围内都有流动的分离出现。由于不同的旋转状态二次流的方向和强弱不同 ,导致了分离区大小和通道中速度分布的不同。
为了深入了解旋转涡轮叶片内冷通道中的流动特性 ,用激光多谱勒测速仪 (LDA)测量了旋转U型通道中的平均速度分布。通道的横截面积为 5 0mm× 5 0mm ,弯管的平均半径与水利直径的比值为 0 6 5 ,旋转轴与弯管的曲率轴平行。在Re=10 5 时分别测量了转动数Ro =0 ,0 2和 - 0 2三种旋转状态下的速度分布。在这三种情况下弯管内侧θ =90°至下游一定范围内都有流动的分离出现。由于不同的旋转状态二次流的方向和强弱不同 ,导致了分离区大小和通道中速度分布的不同。
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