火炬式电点火系统点火能量的正交试验研究

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1、2016年第2期导弹与航天运载技术No.22016总第344期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.344文章编号：1004-7182(2016)02-0090-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160220火炬式电点火系统点火能量的正交试验研究郭田莉,孙慧娟（北京航天动力研究所,北京，100076）摘要：点火技术研究是实现低温液体火箭发动机多次启动的关键，而点火能量研究是确保点火可靠的前提。基于所设计的低压式点火系统方案，给出点火系统所能释放能量的计算过程；运用

2、正交试验法探究氧入口压力、氧入口温度、氢入口压力、点火系统推进剂总流量以及点火室混合比等因素对点火能量的影响规律与影响趋势。结果表明：点火室流量对点火能量的影响程度最大，氢入口压力对点火能量的影响程度最小；随着氧入口温度、氢入口压力和点火室推进剂流量的增大，点火能量均呈增大趋势；随着氧入口压力和点火室混合比的增大，点火能量均呈减小趋势。关键词：液体火箭发动机；低压式点火系统；点火能量；正交试验法中图分类号：V43文献标识码：AOrthogonalTestingStudyonIgnitionEnergyofaTorch

3、IgnitionSystemGuoTian-li,SunHui-juan(BeijingAerospacePropulsionInstitute,Beijing,100076)Abstract:Ignitiontechnologyiscrucialtorealizecryogenicliquidrocketengines’multiplestart-ups.Soisignitionenergyinvestigationtoignitionreliability.Onthebasisofaself-designedlo

4、wpressureignitionsystem,acalculationprocessofignitionenergyreleaseisproposedinthispaper.Besides,theeffectofoxygeninletpressure,oxygeninlettemperature,hydrogeninletpressure,propellantflowandmixtureratioonignitionenergyisexaminedbyuseoforthogonaltestingmethod.Stu

5、dyresultsindicatethatthepropellantflowisthemostsignificantfactoraffectingtheignitionpower,andthehydrogenpressureexertslittleinfluence.Itisalsofoundtheignitionenergyincreasesastheoxygeninlettemperature,hydrogeninletpressureandpropellantflowrise,whileitdecreaseda

6、stheoxygeninletpressureandmixturerationrise.Keywords:Liquidrocketengine;Lowpressureignitionsystem;Powerofigniter;Orthogonalexperimentmethod[1~2]0引言系列、欧洲的Vinci发动机。目前，中国大推力火纵观氢氧发动机的研制进展，为了适应航天运载箭发动机尚未正式使用电点火系统，也尚未建立完善和载人航天飞行的要求，多次启动成为研究的热点，的点火能量研究体系，技术研究落后于欧美发达国家

7、，即火箭发动机如何满足多次启动的点火技术要求。因此，开展火炬式电点火系统的研究势在必行。近年来，多种新型的点火方式不断涌现，如爆震自身气氢、自身液氧点火方案具有相对更为简单、波点火、气动谐振点火、催化点火、激光点火等。相可靠、点火次数不限的特点，但是对于低压点火方案对来说，新型的点火技术较常规的点火技术更加简单、的工作状态则更依赖于发动机自身的工作过程，影响可靠，但是新型的点火技术对气源、材料的要求极高，火炬点火系统点火性能的因素很多，如点火室推进剂因而对于氢氧膨胀循环的火箭发动机而言，还须将目的入口温度、入口压力、

8、推进剂流量及混合比等，都光瞄向价格低廉且点火高效的火炬式电点火技术。随不同程度地影响着点火系统的点火可靠性。如何合理着国外膨胀循环发动机的发展，为了满足多次启动的设计点火系统，使得在保证推力室能正常可靠点火启要求发动机均采用电点火方式，而火炬式电点火系统动的同时使各点火器组件的性能匹配最优化，成为点因其点火能量高、便于维护等特点常用于推力室内氢