大推力液体火箭发动机中的动力学问题

论文摘要

大推力液体火箭发动机是载人登月、深空探测等重大航天活动的主动力形式,发动机推力愈大,结构动强度设计面临的挑战愈大,动力学成为解决大推力发动机研制中关键技术问题的基础学科.大推力发动机多场耦合作用显著,多源载荷成分复杂,导致了大推力发动机结构动力学问题的复杂性,解决难度大.本文在总结国内外液体火箭发动机结构故障特征的基础上,重点讨论了大推力发动机涡轮泵结构中的转子动力学和流体激振问题、管路流固耦合及动力学优化问题、推力室结构中的动力学问题及其研究的经验和需求,并介绍了发动机整机结构动力学建模和载荷传递特性分析面临的问题.最后从设计角度出发总结了结构动力学分析中需要关注的试验技术和涉及不确定性的边界包络设计思想,为解决大推力发动机结构动力学问题提供技术借鉴.

论文目录

• 1 引言
• 2 涡轮泵系统中的动力学问题
•   2.1 涡轮泵转子动力学
•   2.2 组件流致振动疲劳
• 3 管路结构动力学问题
•   3.1 流体与机械诱导振动
•   3.2 声-结构耦合问题
•   3.3 动力学优化设计、仿真分析与试验
• 4 推力室结构的动力学问题
•   4.1 喷管侧向力问题
•   4.2 燃烧室头部流体诱导振动问题
• 5 发动机整机动力学仿真与试验技术
•   5.1 工作模态与动力学有限元建模
•   5.2 动载荷识别与载荷传递特性分析
• 6 展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄道琼,王振,杜大华

关键词: 大推力液体火箭发动机,多场耦合,动力学建模,载荷识别,动力学设计

来源: 中国科学:物理学 力学 天文学 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程,动力工程

单位: 液体火箭发动机技术重点实验室,西北工业大学航空学院

基金: 装备预研共用技术项目(编号:41410040202),国家重点基础研究发展计划(编号:613321)资助

分类号: V434

页码: 23-34

总页数: 12

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