液體運載火箭低溫動力系統(tǒng)工程設(shè)計

目錄
 
第1章運載火箭的發(fā)展及其動力系統(tǒng)1
 
1.1運載火箭的發(fā)展1
 
1.1.1運載火箭早期雛形1
 
1.1.2現(xiàn)代航天理論的建立1
 
1.1.3近現(xiàn)代運載火箭發(fā)展2
 
1.1.4我國航天運載火箭成就3
 
1.2液體運載火箭動力系統(tǒng)及其發(fā)展5
 
1.2.1液體運載火箭動力系統(tǒng)作用及組成5
 
1.2.2液體運載火箭動力系統(tǒng)發(fā)展特點6
第2章低溫動力系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)9
 
2.1熱力學(xué)基礎(chǔ)9
 
2.1.1系統(tǒng)及參數(shù)定義9
 
2.1.2熱力學(xué)定律10
 
2.1.3熱力學(xué)第二定律12
 
2.1.4開口系統(tǒng)能量狀態(tài)方程12
 
2.2流體力學(xué)基礎(chǔ)13
 
2.2.1主要物性參數(shù)13
 
2.2.2流體運動的描述16
 
2.2.3流體力學(xué)控制方程19
 
2.2.4可壓縮氣體流體23
 
2.2.5兩相及多相流體27
 
2.3低溫流體傳熱傳質(zhì)29
 
2.3.1低溫流體特性29
 
2.3.2傳熱與傳質(zhì)30
 
2.4微重力34
 
2.5燃燒理論基礎(chǔ)37
 
2.5.1概述37
 
2.5.2燃燒過程及分類38
 
2.5.3液體燃燒分區(qū)39
第3章低溫動力系統(tǒng)總體設(shè)計42
 
3.1設(shè)計范疇42
 
3.2系統(tǒng)特點42
 
3.3設(shè)計原則44
 
3.3.1總則44
 
3.3.2工程研制準(zhǔn)則45
 
3.3.3“三化”設(shè)計準(zhǔn)則45
 
3.3.4經(jīng)濟性準(zhǔn)則45
 
3.3.5高可靠性準(zhǔn)則46
 
3.3.6技術(shù)繼承性與先進性準(zhǔn)則46
 
3.3.7安全性準(zhǔn)則46
 
3.4研制階段47
 
3.4.1方案設(shè)計階段47
 
3.4.2初樣設(shè)計階段47
 
3.4.3試樣設(shè)計階段48
 
3.5設(shè)計方法48
第4章低溫液體火箭發(fā)動機49
 
4.1概述49
 
4.1.1液體火箭發(fā)動機基本組成49
 
4.1.2世界主要液體火箭發(fā)動機50
 
4.1.3液體火箭發(fā)動機發(fā)展趨勢56
 
4.2發(fā)動機系統(tǒng)及其性能57
 
4.2.1火箭發(fā)動機系統(tǒng)57
 
4.2.2發(fā)動機系統(tǒng)分析58
 
4.3發(fā)動機對火箭總體性能影響61
第5章低溫推進劑系統(tǒng)62
 
5.1系統(tǒng)設(shè)計特點62
 
5.2低溫火箭發(fā)動機預(yù)冷63
 
5.2.1預(yù)冷方式63
 
5.2.2預(yù)冷方式比較66
 
5.2.3主要運載火箭預(yù)冷方式66
 
5.2.4發(fā)動機預(yù)冷方式需考慮的因素67
 
5.2.5預(yù)冷過程熱分析69
 
5.3低溫推進劑的熱分層72
 
5.3.1熱分層的影響73
 
5.3.2熱分層研究的基本方法74
 
5.3.3湍流邊界層下熱分層計算75
 
5.3.4微重力下推進劑熱力學(xué)分析79
 
5.3.5熱分層抑制82
 
5.4低溫推進劑加注設(shè)計83
 
5.4.1低溫貯箱加注前置換84
 
5.4.2加注過程85
 
5.5低溫推進劑管路87
 
5.5.1管路補償設(shè)計88
 
5.5.2絕熱方案設(shè)計90
 
5.6推進劑出流設(shè)計92
 
5.6.1典型夾氣情況92
 
5.6.2無塌陷出流口設(shè)計95
 
5.6.3出流試驗97
 
5.7涌泉現(xiàn)象及其抑制98
 
5.7.1涌泉的形成98
 
5.7.2涌泉的抑制100
第6章低溫貯箱增壓系統(tǒng)105
 
6.1增壓系統(tǒng)功能及要求105
 
6.2貯箱增壓方式分析106
 
6.3貯箱增壓過程熱力學(xué)分析112
 
6.3.1低溫貯箱增壓熱力學(xué)過程112
 
6.3.2低溫貯箱增壓過程集總參數(shù)法113
 
6.3.3低溫貯箱增壓過程分布參數(shù)法122
 
6.4氣瓶充放氣過程熱力學(xué)分析126
 
6.5貯箱需要增壓壓力分析130
 
6.5.1貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計需要壓力130
 
6.5.2發(fā)動機工作需要的壓力131
 
6.5.3貯箱需要增壓壓力計算134
 
6.6增壓氣體質(zhì)量估算136
 
6.7增壓過程能量分配140
第7章低溫火箭POGO抑制設(shè)計146
 
7.1POGO機理146
 
7.2POGO穩(wěn)定性分析148
 
7.2.1傳遞函數(shù)模型149
 
7.2.2狀態(tài)空間模型151
 
7.3低溫火箭POGO抑制技術(shù)157
 
7.3.1膜盒式蓄壓器POGO抑制159
 
7.3.2注氣式蓄壓器POGO抑制161
 
7.3.3主動式POGO抑制169
第8章低溫動力系統(tǒng)供配氣設(shè)計172
 
8.1供配氣系統(tǒng)172
 
8.2供配氣設(shè)計173
 
8.2.1設(shè)計準(zhǔn)則173
 
8.2.2設(shè)計流程173
 
8.2.3用氣量需求分析177
 
8.3氣封吹除設(shè)計178
第9章低溫動力系統(tǒng)仿真技術(shù)180
 
9.1動力系統(tǒng)仿真技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用180
 
9.1.1國外動力系統(tǒng)仿真工具發(fā)展181
 
9.1.2國內(nèi)動力系統(tǒng)仿真工具發(fā)展201
 
9.2動力系統(tǒng)仿真模型204
 
9.2.1動力系統(tǒng)時域模型204
 
9.2.2動力系統(tǒng)頻域模型213
 
9.3模塊化通用仿真技術(shù)216
 
第10章低溫動力系統(tǒng)試驗技術(shù)218
 
10.1低溫動力系統(tǒng)試驗體系218
 
10.2低溫動力系統(tǒng)試驗方法219
 
10.2.1貯箱增壓試驗219
 
10.2.2發(fā)動機預(yù)冷試驗221
 
10.2.3推進劑出流試驗222
 
10.2.4涌泉抑制試驗222
 
10.2.5POGO抑制試驗222
 
10.2.6動力系統(tǒng)試車225
參考文獻230