推力室逆置点火瞬时真空舱流场数值与试验研究

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1、第40卷第2期2014年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPUISIONV01．40．№．2Apr．2014推力室逆置点火瞬时真空舱流场数值与试验研究王宏亮，李广会，曹明明，于军，史超(西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100)摘要：针对高空模拟舱内逆向布置的推力室点火瞬时过程中舱内压力的变化规律进行了理论和数值仿真分析，推力室高速气流的动能是推力室短程点火过程中舱内压力大幅上升的主要原因。为保证推力室点火时舱内的真空度，需要在推力室出口配置导流装置将燃气导出真空舱。对单台和4台并联推力室进行点火试验，试验

2、表明：采用燃气导流能够较好保持舱内真空度，是整机多推力室高空模拟试验的新思路。关键词：高空模拟；推力室逆置；燃气导流中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)02—0077—05Numericalandexperimentalstudyofflowfieldinvacuumchamberduringignitiontransientofreversely—fixedthrustchamberWANGHong-liang，LIGuang-hui，CAOMing-ming，YUJun，SHICh

3、ao(Xi’anAerospacePropulsionTestTechniqueInstitute，Xi’an7l0100，China)Ah蛐滔ct：Thetheoreticalandnumericalsimulationanalysesforthepressurevariationinthevacuumchamberthatsimulatedhighaltitudeconditionduringignitiontransientofreversely-fixedthrustchamberwereperformed．Result

4、sshowssignificantpressureincreaseinthechamberintheworkingprocessofrocketnozzle，whichismainlycausedbythekineticenergyofhigh-speedexhaustgas．Inordertoensurethevacuumdegreeinthechamber,adeflectorisneededtoguidethegasoutofthechamber．Thenumericalanalysisandexperimentaltes

5、tresultsshowthatthepressurerisecanbereducedbytheconfigurationofgasdeflectortubeatexitofthethrustchamber．Itindicatesthatthismethodisbenefittothevacuumofthetestchamber．Thisresearchmayprovideaguideforthetestoftheattitudeandorbitcontrolsysteminthehi【ghaltitudesimulationt

6、est．Kcywords：highaltitudesimulation；reversely·fixedthrustchamber；gasdeflecting收稿日期：2013—11-28；修回日期：2014一Ol一26基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2011JY06)作者简介：王宏亮(1979一)，男，博士，研究领域为液体火箭发动机试验技术78火箭推进2014年4月0引言1舱内压力和温度理论分析姿控动力系统工作环境为高空环境，确定高空特性是推力室试验的重要任务之一。扩压器的流场结构非常复杂，存在底部突扩流、再附激波和复杂

7、的激波附面层干扰流场，很难进行精确的理论分析。早期研究者们主要采用试验手段进行研究，在大量试验基础上总结规律。George0．0．对“真空舱+二次喉道扩压器”高模试验台提高扩压器增压能力的方法进行了数值模拟和试验验证【11。ManikandaK．R．对高模试验台“真空舱+二次喉道扩压器+水喷淋冷却器+71射泵”系统的水喷淋冷却器性能进行了数值模拟与试验研究，提出喷淋水滴尺寸大小对水喷淋冷却器性能有较大影响12I。HyoW．Y．，GermanR，JonesW．L．对“真空舱+二次喉道扩压器”高模系统中的二次喉道扩压器在小起动压力等

8、极限条件下的内部流动现象进行了数值分析f蚓。国内有朱子勇、丁学进、陈健、何国强、杨飒、徐万武、李纲等对高模试验台的流场以及扩压器系统性能进行了试验与数值研究H’1，为高模系统的设计提供了参考。尽管国内外学者对高模试验台的系统设计及扩压器内部流动规律已有了较为成熟