氢氧膨胀循环发动机推力调节技术研究

发布时间：2021-12-28 11:22

　　介绍的氢氧发动机采用先进的闭式膨胀循环方式,具备60%～100%推力调节能力。发动机推力调节技术研究主要包括推力调节方式选择、电动调节系统产品研制、调节过程模型在环仿真以及调节过程硬件在环仿真等工作。通过上述研究工作,验证了提出的方案能够实现发动机60%～100%的推力调节范围,能够实现推力调节过程中推力、混合比的联合控制。 

【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

国外发动机推力调节系统控制逻辑

图1 国外发动机推力调节系统控制逻辑推力调节普遍采用闭环控制方式，即实时反馈可表征发动机推力的相关压力参数进行调节阀的开度控制，控制算法有纯PID、正负反馈PID及多变量解耦等。推力调节过程中的混合比控制分为开环和闭环两种方式。推力在小范围调节时采用混合比闭环控制保持混合比不变，如SSME发动机推力67%～109%调节，LE-X发动机推力60%～100%调节；日本RSR在推力调节过程只设置混合比的门槛值，达到门槛值后进行开环控制，将混合比控制在一定范围内。

某型氢氧发动机采用闭式膨胀循环方式，氢涡轮在前、氧涡轮在后的串联式双涡轮布局。氢涡轮分流气氢引至氧涡轮前，保证系统能量的充分利用，系统原理如图2所示。该系统方案有利于降低推力室换热需求和氢涡轮泵功率水平，但在调节推力的同时须进行混合比控制，保证调节过程混合比处于安全范围。发动机在氢涡轮分流路上设置推力调节阀，在氧涡轮分流路上设置混合比控制阀。考虑到发动机推力调节范围为60%～100%，参考国外发动机技术方案，选用推力和混合比双PI闭环控制方案，以发动机推力、混合比作为被控量，以发动机氢、氧涡轮分流量作为控制量。


本文编号：3553970