固体火箭发动机内弹道故障仿真及故障特征研究

发布时间：2020-07-31 07:51

【摘要】：近年来,随着“快速响应空间”概念的提出,固体火箭发动机(SRM,Solid Rocket Motor)迎来了发展的新高潮。内弹道对发动机性能有重要影响,随着应用不断增多,故障问题难以避免。本文针对内弹道几种常见的故障模式,根据零维和一维内弹道模型,进行故障仿真和故障特征研究。全文共分为三部分:第一部分,在零维内弹道模型基础上,对各故障模式进行分析,考虑故障对内弹道计算过程的影响,对各故障进行仿真并对仿真得到的p-t、F-t曲线进行分析。第二部分,在一维内弹道模型基础上,对无故障情况的内弹道进行仿真,得到Web-t-x、λ-t-x、p-t-x三维图,并提取四个时刻的Web-x、λ-x、p-x曲线结合三维图形进行分析,之后提取出头部压强和时间的关系,通过推力计算得到F-t曲线,通过与零维内弹道模型计算得出的p-t、F-t曲线进行对比,分析造成差别的原因。对各故障模式,分别进行仿真计算,在仿真结果中提取出相应故障的数据,并与无故障情况下结果进行对比分析。第三部分,对故障模式进行分类,针对压强和推力信号,用db1小波分解的方法得到高频信号故障特征。本研究工作分别在零维和一维内弹道模型基础上设计了故障模拟方法,可以分析SRM内弹道故障特征。提出了对压强和推力信号进行db1小波分解的方法,得到的各频段能量分布可以作为用来识别故障的特征,采取相对偏差的方法对原始信号进行处理,得到的能量分布故障特征更为明显。本文针对不同故障的特点,使用的故障仿真方法对实际情况下复杂的SRM故障识别有一定的借鉴作用,提出的信号相对偏差db1分解方法能够得到故障模式下各频段能量分布特征,对SRM内弹道故障的诊断有一定的指导意义。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V435
【图文】：

Web-t-x三维图

14气体常数gR287N m/(kg K)侵蚀函数1 ( 0.11)( )1 2.47( 0.11) ( 0.11) 仿真计算得到工作段 Web、λ、p 在不同时间 t 沿轴向 x 的变化。如图 3-4 图3-5 图 3-6 所示。

p-t-x 三维图

【参考文献】

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本文编号：2776188