作者：余晓京 何国强 李江 刘洋 魏祥庚涡流阀推力调节数值模拟
摘要：先进的推力调节技术一直是固体火箭发动机发展的重要方向之一,利用旋流效应的涡流阀方案是固发推力调节的一种有效方式。文中采用建立的三维数值模型,对影响涡流阀式变推力发动机调节性能的几何结构、控制气流属性等因素开展了数值研究。计算结果表明:控制气流动量是影响推力调节性能的一个重要参数,推力调节比随着控制流质量流率和喷射速度的增加而增加;在一定控制流量下适当减小控制气流喷孔直径可以提高调节性能;减小涡流室高度可以一定程度上提高发动机调节性能,但是会增加气流与壁面的摩擦损失;增加涡流室半径可以提高调节性能,但是会增加发动机消极质量;由于分子量较小,氦气作为控制气流的工况比氮气作为控制气流的工况可以达到更高的推力调节比、更小的比冲损失;通过拟合得到了控制流流量、温度与调节性能之间的曲线关系,在不变涡流阀发动机构型的条件下,可以通过公式预测不同流量、温度下的发动机性能。研究结果为变推力发动机设计与优化提供了参考。
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