液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗系統(tǒng)設(shè)計

目錄
 
第1章概論1
1.1高空模擬試驗的目的與特點3
1.2高空模擬試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型5
1.2.1擴壓器開式系統(tǒng)5
1.2.2擴壓器閉式系統(tǒng)5
1.2.3組合開式系統(tǒng)6
1.2.4組合閉式系統(tǒng)7
1.2.5新型高空模擬試驗系統(tǒng)11
1.3高空模擬試驗技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12
1.3.1國內(nèi)外高空模擬試驗技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12
1.3.2國外高空模擬試驗技術(shù)發(fā)展趨勢16
參考文獻18
第2章高空模擬試驗系統(tǒng)總體設(shè)計19
2.1需求分析19
2.2設(shè)計依據(jù)和原則20
2.2.1設(shè)計依據(jù)20
2.2.2設(shè)計原則20
2.3總體功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計21
2.3.1模擬環(huán)境21
2.3.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計23
2.4總體技術(shù)指標(biāo)設(shè)計27
2.5指標(biāo)分解與氣動計算29
2.6環(huán)境條件總體設(shè)計30
2.6.1發(fā)動機冷熱環(huán)境31
2.6.2發(fā)動機測試設(shè)備熱防護32
2.7測控系統(tǒng)總體設(shè)計34
2.7.1控制系統(tǒng)總體設(shè)計34
2.7.2測量系統(tǒng)總體設(shè)計35
參考文獻36
第3章試驗艙與環(huán)境條件設(shè)計37
3.1試驗艙設(shè)計37
3.1.1外加強帶圓角矩形截面試驗艙強度計算38
3.1.2外加強對稱矩形截面試驗艙強度計算44
3.2真空環(huán)境條件設(shè)計48
3.2.1低溫環(huán)境模擬系統(tǒng)48
3.2.2高溫環(huán)境模擬系統(tǒng)59
3.3稀薄流環(huán)境模擬系統(tǒng)73
3.3.1稀薄流環(huán)境73
3.3.2地球稀薄流環(huán)境模擬73
3.3.3火星稀薄流環(huán)境模擬78
3.4真空環(huán)境大噴管保護條件設(shè)計87
3.4.1系統(tǒng)設(shè)計87
3.4.2仿真計算91
3.4.3調(diào)試及結(jié)果評估92
參考文獻94
第4章燃氣升壓系統(tǒng)設(shè)計95
4.1發(fā)動機擴壓器系統(tǒng)流動模型95
4.2圓柱形超聲速擴壓器設(shè)計96
4.2.1圓柱形擴壓器設(shè)計計算流程97
4.2.2圓柱形擴壓器設(shè)計計算結(jié)果99
4.3二次喉道超聲速擴壓器氣動計算100
4.3.1二次喉道超聲速擴壓器設(shè)計理論100
4.3.2計算流程104
4.3.3二次喉道擴壓器計算結(jié)果108
4.4空氣泄入式擴壓器設(shè)計109
4.4.1計算模型110
4.4.2計算流程110
4.4.3空氣間隙對氣流參數(shù)的影響113
4.5擴壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算113
4.5.1內(nèi)外壁不連接條件下壁面強度計算114
4.5.2內(nèi)外壁稠密連接條件下應(yīng)力及承載能力計算116
4.5.3內(nèi)外壁稠密連接條件下局部撓度計算119
4.6擴壓器傳熱計算120
4.7擴壓器壁溫數(shù)值計算123
4.7.1相關(guān)公式推導(dǎo)123
4.7.2數(shù)值計算結(jié)果129
參考文獻131
第5章燃氣降溫系統(tǒng)設(shè)計132
5.1氣體熱力性質(zhì)計算132
5.2直接接觸式燃氣降溫器設(shè)計計算135
5.2.1設(shè)計理論135
5.2.2冷卻水霧化和蒸發(fā)136
5.2.3影響因素分析138
5.2.4降溫器計算結(jié)果140
5.2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計142
5.3翅片管換熱器設(shè)計計算145
5.3.1翅片管換熱器技術(shù)要求145
5.3.2傳熱和氣動計算146
5.3.3換熱器計算結(jié)果150
5.3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計151
5.4冷卻水流量控制和調(diào)試153
5.4.1流量控制裝置154
5.4.2流量控制模型及計算155
5.4.3水流量計算和調(diào)試結(jié)果156
5.4.4試驗數(shù)據(jù)驗證結(jié)果157
參考文獻158
第6章燃氣抽吸系統(tǒng)設(shè)計159
6.1真空管道設(shè)計160
6.1.1流態(tài)判別160
6.1.2分子流時質(zhì)量流量計算161
6.1.3黏滯流時質(zhì)量流量計算161
6.1.4湍流時管道流阻計算162
6.1.5真空管道強度計算164
6.2真空管道密封165
6.2.1橡膠密封材料165
6.2.2O形橡膠圈166
6.2.3空心金屬Ｏ形圈168
6.2.4高溫真空條件下管道密封169
6.3真空系統(tǒng)設(shè)計計算172
6.3.1真空系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容172
6.3.2真空系統(tǒng)設(shè)計流程172
6.3.3真空系統(tǒng)設(shè)計原則177
6.4氣體噴射泵的一維流設(shè)計方法178
6.5蒸氣噴射泵設(shè)計方法Ⅰ182
6.5.1氣體引射器設(shè)計182
6.5.2氣體壓縮器設(shè)計185
6.5.3氣體引射器計算結(jié)果185
6.6蒸氣噴射泵設(shè)計方法Ⅱ186
6.6.1流量系數(shù)計算186
6.6.2工作蒸氣耗量計算187
6.7蒸氣冷凝器設(shè)計方法188
6.7.1蒸氣冷凝器設(shè)計188
6.7.2蒸氣冷凝器計算結(jié)果189
6.8噴射泵結(jié)構(gòu)尺寸計算190
參考文獻193
第7章蒸氣生成系統(tǒng)設(shè)計195
7.1類型與組成195
7.2液氧酒精蒸氣發(fā)生器設(shè)計196
7.2.1點火裝置設(shè)計196
7.2.2發(fā)生器設(shè)計205
7.3空氣酒精蒸氣發(fā)生器設(shè)計214
7.3.1點火裝置設(shè)計214
7.3.2發(fā)生器設(shè)計222
7.4蒸氣發(fā)生器系統(tǒng)調(diào)試233
7.4.1點火器系統(tǒng)組成與調(diào)試233
7.4.2發(fā)生器系統(tǒng)組成與調(diào)試237
7.5發(fā)生器工程化應(yīng)用242
7.5.1工程化方案242
7.5.2工程化實施243
參考文獻246
第8章高空環(huán)境參數(shù)測量247
8.1推力參數(shù)測量247
8.1.1推力架結(jié)構(gòu)組成247
8.1.2測量系統(tǒng)設(shè)計248
8.1.3真空環(huán)境推力測量255
8.1.4系統(tǒng)調(diào)試及性能評估262
8.2真空壓力測量265
8.2.1真空壓力265
8.2.2試驗艙內(nèi)壓力參數(shù)測量267
8.3溫度參數(shù)測量270
8.3.1接觸式熱電偶測溫270
8.3.2非接觸式溫度測量272
8.3.3熱流密度測量274
參考文獻276
第9章系統(tǒng)調(diào)試與驗證277
9.1系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容277
9.2冷卻水系統(tǒng)調(diào)試278
9.2.1冷卻水流量調(diào)節(jié)形式279
9.2.2限流孔板的選擇279
9.2.3系統(tǒng)調(diào)試282
9.3蒸氣生成系統(tǒng)調(diào)試284
9.3.1系統(tǒng)冷調(diào)284
9.3.2系統(tǒng)熱調(diào)287
9.4系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試291
9.4.1調(diào)試目的291
9.4.2調(diào)試方法291
9.4.3負(fù)載氣量計算291
9.4.4負(fù)載噴嘴計算292
9.4.5真空環(huán)境下設(shè)備受力計算293
9.4.6調(diào)試后的檢查與數(shù)據(jù)分析294
9.5考臺試驗295
9.5.1試驗?zāi)康?95
9.5.2試驗流程295
9.6系統(tǒng)性能評估299
9.6.1真空機械泵組性能評估299
9.6.2試驗艙性能評估299
9.6.3燃氣升壓系統(tǒng)性能評估300
9.6.4燃氣降溫系統(tǒng)性能評估300
9.6.5蒸氣噴射泵性能評估301
9.7調(diào)試總結(jié)與展望301
參考文獻303