空气煤油燃气发生器技术研究

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1、第40卷第3期2014年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．40．No．3Jun．2014空气牒油燃气发生器技术研究金盛宇，许宏博，吉林(上海空间推进研究所，上海201112)摘要：介绍了某动力装置采用空气／煤油燃气发生器的研究情况。为了实现某动力装置的燃料无毒化，研制了空气／煤油燃气发生器，并完成与涡轮的联动试验，试验结果表明燃气发生器性能满足动力装置要求。该燃气发生器采用电火花点火，具备富燃(余氧系数a4．5)双模式工作能力，两种模式下均实

2、现了轴功率输出。此外，燃气发生器还能在两模式间连续切换，且不熄火。这为满足功率需求提供了第三种工作模式。该模式也实现了轴功率输出。关键词：动力装置；燃气发生器；空气／煤油中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)03—0029—04rn’1。，。J，’1ectmolo霉ⅣresearCnOna1“1ettuelgasgeneratorJINSheng—yu，XUHong-bo，JILin(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shangh

3、ai201l12，China)AbI由锨：Anemergencypowerunit(EPU)withair／jetfuelgasgeneratorisstudiedinthispaper．Theair／jetfuelgasgeneratorforEPUwasdevelopedtomeettherequirementofEPUwithnon-toxicpropellants．Theoperationtestoflinkagetoturbinewassuccessfullypassed．Testresultss

4、howthattheperformanceofthegeneratormeettherequirementsofEPU．ThesparkignitionisadoptedinthegasgeneratorwhichCalloperateeitherinafuel—richmode(a<0．3)，oranoxidizer-rich(0c>4．5)mode．Bothoftwomodesrealizedshaftpoweroutput．Inaddition，thereisthethirdmodethatthega

5、sgeneratoralsocanswitchbetweenthetwomodeswithoutflameout．Themodehadachievedtheshaftpoweroutput．Kcywords：powerunit；gasgenerator；air／jetfuelo引言量掌窑蓁享叠茎?墨善：冀嚣●蓑甬纂嚣誉釜喜燃料无毒化是某动力装置改进发展方向㈣。勤务操作复杂、维护使用成本高等问题。针对这最初，该动力装置采用单组元肼燃料翻，系统无些问题，美国多个类似的型号经大量研究分析对收稿日期：2014—01

6、-22；修回日期：2014—02—26基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2012JY03)作者简介：金盛宇(1976一)，男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机设计30火箭推进2014年6月比后，最终采用了“空气+煤油”燃料方案M。我国也开展了空气／；喋油燃气发生器研究，研制成功燃气发生器原理样机，并与涡轮进行联动试验，实现系统功能演示。本文介绍该空气／煤油燃气发生器的研究情况。1设计方案空气，煤油燃气发生器具备富氧和富燃两种工作模式，设计参数见表1。燃气发生器原理样机结构形式见图1，主要由喷注器、

7、点火段、身部直筒段、身部折角段以及燃烧室等构成。表1燃气发生器设计指标Tab．1Designcharacteristicsofgasgenerator工作模式富燃模式富氧模式推进剂燃气流量／(g·S。11燃烧室压力／MPa燃气温度代余氧系数a工作模式起动加速性￡√mS关机减速性tlo／ms压缩空气／煤油140"802一<950<650<0．3>4．5稳态及脉冲稳态≤100一≤100一s注：可提供最大功率75kW左右。火段／图1燃气发生器外形结构Fig．1Configurationofgasgenerator

8、由于空气／煤油推进剂组合属于非自燃推进剂，因此设置两路电火花点火器(冗余)。燃气发生器采用双路燃油喷嘴[61，以满足富氧和富燃工况的两种燃油流量的需求。燃气发生器采用二次燃烧方案，空气分两级进入燃烧室，初级空气从燃烧室头部进入，通过旋流器雾化燃油，并在燃烧室内形成强旋流，以便稳定火焰【71；次级空气从燃烧室中后部进入燃烧室，进行再次燃烧和掺混，控制燃气温度。2燃气发生器试验空气／煤油燃气发生器经历十多轮状态调整及