液体冲压发动机燃油充填过程仿真研究.pdf

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1、第42卷第5期火箭推进V01．42，No．52016年10月JOURNALOFROCKETPROPULSIONOct．2016液体冲压发动机燃油充填过程仿真研究吴宝元1，王玉峰1，胡宝文2(1．西安航天动力研究所，陕西西安710100；2．西北工业大学航天学院，陕西西安710072)摘要：为了研究液体冲压发动机在起动期间燃油的动态充填过程，利用AMESim仿真软件对冲压发动机燃油调节控制系统进行了建模仿真。建立了空气涡轮、离心泵、燃油调节器、燃油控制器、膜片阀及充填管路的仿真模型。基于该模型对冲压发动机点火起动时的燃油充填过程进行了仿真计算，分析了不同膜片阀破裂散差情况下冲压发动

2、机充填过程的差异。结果表明，在给定涡轮入口压力条件下，当燃烧室各供油路膜片阀破裂散差过大时，会造成破裂压差大的膜片阀所在的管路无法实现可靠充填，从而影响发动机的点火起动过程和正常工作。关键词：亚燃冲压发动机；燃油调节系统；膜片阀；燃油充填过程；AMESim中图分类号：V235．21—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2016105—0001—05Transientsimulationofliquidfuelfilli】goftjlranslentsimulationotliquidtuelfillingorocessoframietwUBaoyuanl，WANGYu

3、fen91，HUBaowen2(1．Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China；2．SchoolofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’all710072，China)Ab{删：DynamicmodelingandsimulationofthefuelsupplyandcontrolsysteminliquidfueledramjetwasconductedwithAMESimtostudythedynamicfuelfillingprocessofth

4、eramjetinitsworkingstate．Thesimulationmodelsofairturbo，centrifugalpump，fuelregulator,fuelcontroller,membranevalveandfuelfillingpipewereestablished．ThefuelfillingprocessoftheramjetatthetimeofitSignitionstartupwassimulatedandcalculatedont11ebasisofthesemodels．Thedifferenceofthefuelfillingproces

5、softheramjetinthecaseofbrokenscatteringdifferenceofthedifferentmembranevalvesiSanalyzed．Theresultsshowthat'withsameinletpressureofairturbo．thepipewiththemembranevalveworkingatlargerupturepressureCannotachievethereliablefuelfilling,whichmayaffecttheignitionstartupandregularworkoftheramjet．Keyw

6、ords：liquidfueledramjet；fuelcontrolsystem；membranevalve；fuel丘llingprocess；AMESim收稿日期：2016—07—09：修回日期：2016—08—26基金项目：国家863项目(2012AA7053021)作者简介：吴宝元(1969一)，男，博士，研究员，博士生导师，研究领域为液体冲压发动机2火箭推进2016年10月0引言冲压发动机无法在零速度下起动工作，必须由助推器将其加速到工作高度和工作马赫数，进气道具备起动条件后，冲压发动机接力工作，为飞行器提供所需推力。冲压发动机转级接力过程比较复杂，涉及到助推器的分离

7、、冲压发动机燃油充填、燃烧室点火起动及可调喷管作动等一系列过程。为防止冲压发动机接力过程中导弹减速过大，一般对接力时间有比较严格的要求。而冲压发动机燃油充填过程包括液路控制阀门的打开、管路的充填，由于充填过程时间较长，对整个转级接力时间影响较大。因此，对冲压发动机燃油充填过程的研究具有一定工程应用价值。为保证发动机的可靠贮存，一般在调节器后设置有膜片阀实现燃油的隔离。膜片阀中设置有膜片，当膜片的前后压差大于其破裂压差后，膜片破裂燃油路导通。但由于工艺等问题，膜片的破裂压差存在一定