AP/HTPB复合推进剂压力耦合响应测试方法与数值模型研究

发布时间：2021-01-23 02:18

　　高能复合推进剂对压强的燃烧响应是固体火箭发动机不稳定燃烧的主要原因之一。为探索复合推进剂压力耦合响应函数的变化规律,本文对AP/HTPB复合推进剂的压力耦合响应函数以及燃烧响应特性开展了实验方法研究和数值模型研究。主要的工作包括以下几个方面:搭建了触发式T型燃烧器实验平台,设计了可重复使用的、振动频率和压强可调的,脉冲触发式T型燃烧器,并进行了压力耦合响应函数测试。在平均压强为11.8MPa的工况下,当测试频率为138Hz、140Hz和142Hz时,压力耦合响应函数分别等于4.85、4.88和4.99,验证了实验平台的可靠性及重复性。采用实验和理论研究相结合的方法,对黑火药的脉冲激励特性进行了研究。建立了预估压强脉冲幅值和平均压强上升量的理论计算模型,研究了黑火药燃烧性能对脉冲激励特性的影响。结果表明,压强脉冲幅值和平均压强上升量随着黑火药药量线性增长。随着黑火药燃烧时间的减小,压强脉冲幅值快速增大,平均压强上升量则缓慢趋近于一个最大值。建立了描述T型燃烧器的压强触发过程的三维数值模型,研究了脉冲温度、脉冲质量流量以及脉冲波形对压强振荡的影响规律。研究结果表明,脉冲气体温度和脉冲质量流... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：179 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

典型的固体火箭发动机末期不稳定燃烧现象

北京理工大学博士毕业论文4的频率范围是本文的重点关注区间。不稳定燃烧的分类如图1-2所示。图1-2不稳定燃烧分类一维线性理论是不稳定燃烧的研究基础。线性振荡信号是指振荡信号可以被分解为多个相互独立的正弦波[8]。在实际的发动机燃烧室中，没有外界条件触发的情况下，推进剂燃烧、湍流流动等小扰动为燃烧室声腔提供声源，经传播和反射之后，又以燃烧室的固有频率对燃烧室中的小扰动源提供能量反馈，从而形成一个自激振荡系统。自激振荡是一种非常常见的非线性振动。但是，对于自激振荡的小扰动初始阶段，是完全满足线性理论的。利用线性理论对其分析和研究，则可判定系统是否会发生自激振荡，即可确定发动机的线性稳定性。图1-3固体火箭发动机中常见的增益与阻尼在线性理论中[56, 57]，由声能增益因素和声能阻尼因素共同决定着发动机的稳定状态。固体火箭发动机中常见的增益与阻尼如图1-3所示。并且将增益和阻尼之和称为

固体火箭发动机中常见的增益与阻尼


本文编号：2994350