摘要：火箭基组合循环(RBCC)发动机的性能与飞行器相互耦合,导致RBCC发动机的设计研制需要针对相应的飞行弹道。对RBCC飞行器助推段等动压弹道设计方法进行研究,根据动力学和运动学方程式,提出了基于高度步长的等动压轨迹计算方法。利用提出的助推段轨迹设计方法建立了弹道计算程序,进行了以RBCC作为第一级动力的两级入轨飞行器助推段(Ma=0～8)飞行弹道仿真;根据仿真结果,采用遗传算法/序列二次规划联合优化策略,以推进剂最省为目标对非等动压爬升段RBCC发动机最优流量控制方案进行了研究。计算结果表明,所建模型及计算方法考虑了发动机与飞行轨迹的耦合作用,可用于RBCC助推段弹道设计;整个助推段推进剂消耗占飞行器起飞质量的55%,推进剂消耗主要发生在非等动压飞行段,非等动压段与等动压段的消耗量之比为2.3;经弹道优化后的推进剂利用率提高了3.5%;在引射模态(Ma=0～2.5)最优的一次火箭的调节比为4.3,一次火箭进入亚燃模态后要迅速节流,最低流量需求发生在引射/亚燃模态转换期间。

摘要：铁粉是一种潜在的绿色可再生金属燃料。为了探索铁粉燃料使用的可行性,改进铁粉燃烧器的设计方法,研究铁粉的燃烧特性,进而实现铁粉燃烧后能量的有效利用,文中采用自主设计的金属铁粉燃烧器,实现了铁粉与空气在常压下的自持燃烧,进一步研究了铁颗粒燃烧后产物的变化规律。在点火燃烧实验中发现,铁粉的最佳点火浓度条件在0.95~1.28kg/m。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪(LPSA)、聚焦离子束(FIB)和X射线衍射(XRD)等诊断手段对燃烧产物进行了分析。结果表明,铁颗粒燃烧后颗粒形貌由不规则形最终变成球形,在燃烧过程中生成的产物会直接包裹在金属液滴的表面导致产物的粒度增大,在空燃比为0.55时,粒度的增大率为1.2,富燃条件下,随着空燃比的提高,产物的增大率变大。使用相图预测了铁颗粒在燃烧过程中出现的多层结构,利用FIB方法进一步分析了铁颗粒在燃烧反应中间阶段的层结构由外向内分别为FeO,FeO,FeO和Fe。

摘要：为研究水蒸气的混入对实际工作条件下的涡轮发动机燃烧室流场及NOx排放分布影响,采用Laminar flamelet燃烧模型对不同水蒸气含量下的煤油燃烧进行三维数值模拟。湍流及燃烧模型采用DLR-A湍流非预混射流火焰模型实验进行校验。燃烧室的计算结果表明,水蒸气的混入会减少燃烧室高温火焰燃烧区的尺寸和温度,流场的构型变化不大。通过OH基的组分分布及含量变化分析可知,在本文计算参数范围内,水蒸气会促使燃烧反应向下游移动。在起飞工作条件下,水蒸气进入燃烧室时其组分稀释及热沉为主要作用,化学反应的促进燃烧放热相对较小。当水蒸气的质量分数达到15%时,可减少约95%的NOx排放量。

摘要：应用模拟固体火箭发动机烧蚀环境的炭化层制样装置制备三元乙丙绝热材料炭化层,分析了三元乙丙绝热材料炭化层结构特点,并设计了一套粒子侵蚀装置,对侵蚀角度为30°、60°和90°工况进行了三元乙丙绝热材料炭化层的粒子侵蚀破坏试验,应用高速摄影系统记录粒子侵蚀炭化层过程,经过分析计算得出了炭化层的剪切极限强度和抗压极限强度,为建立气流和粒子冲刷下的绝热材料烧蚀模型提供炭化层的力学性能参数。

摘要：选取颗粒轨道模型,对Al/AP粉末颗粒在粉末火箭发动机内流动和燃烧进行三维数值模拟,为以Al粉末燃料和AP粉末氧化剂作为推进剂的新型燃烧室的设计以及实验研究提供参考。文中提出了一种粉末火箭发动机构型,通过对发动机燃烧室进行冷态和热态数值模拟,研究了氧燃比、Al粉末颗粒大小、燃烧室体积等因素对粉末火箭发动机燃烧室燃烧性能的影响。结果表明,一定范围内氧燃比较高时,燃烧室温度反而较低;较小粉末颗粒在燃烧室内更易离散;Al颗粒粒径越小越易燃烧,Al燃烧率也越高;验证了在Al/AP粉末火箭发动机的设计中引入特征长度来匹配Al粉粒径与燃烧室体积的合理性。

摘要：对具有大后翼装药结构的Φ315 mm发动机和全尺寸发动机进行了地面点火试验。试验后对喷管收敛段绝热层按照沟槽和非沟槽部位进行了解剖,得出了各个部位绝热层的烧蚀和炭化数据。结果表明,和药柱翼槽对应的喷管收敛段绝热层烧蚀严重,而非药柱翼槽对应部位的绝热层烧蚀较小。实测的最大烧蚀率可用于同类发动机的方案设计。

摘要：将CFD分析与优化构架相结合,建立了一个能够快速优化在不同工况下引射器构型设计的工具。首先对引射器构型进行参数化研究,确定需要优化的设计变量。然后用多目标排列遗传算法建立了包含建立和验证点的最优拉丁超立方体,其设计点的响应均由CFD计算分析得到。接着用移动最小二乘近似法建立工作流体和卷吸流体流率的描述模型。最后用遗传算法和顺序二次规划法对一系列的引射器设计进行优化,得到其全局最优值。通过使用这个优化方法,让不同适用范围的引射器设计得到了最优Pareto前沿,即其对应的最优化设计。

摘要：本节教材，主要讲述“沧海桑田”的变化及形成这种变化的原因。学习本节知识，要求能运用实例说明海陆的变迁，树立海陆不断运动变化的辩证唯物主义科学观点；了解大陆漂移和板块运动学说的基本观点，并能解释世界主要山系及火山、地震的分布；通过大陆漂移——板块运动学说的发展过程，进行科学史教育，培养科学兴趣、科学方法和探究精神。

摘要：为研究喷注压降对Al/AP粉末火箭发动机工作特性影响,在考虑喷管两相流动损失的情况下,通过理论计算分析了压强、氧燃比对Al/AP粉末火箭发动机比冲、绝热燃烧温度及凝相产物质量分数的影响。以此为基础确定了Al/AP粉末火箭发动机工作参数,搭建了Al/AP粉末火箭发动机试验系统,通过改变流化气质量流率和粉末推进剂储箱出口通流面积的方法研究不同喷注压降下Al/AP粉末火箭发动机的工作特性。结果表明,流化气质量流率大小对Al/AP粉末火箭工作过程存在一定的影响,过小会导致粉末推进剂供给卡顿,过大会导致发动机性能降低。与此同时,Al/AP粉末火箭动机工作过程中存在由粉末推进剂输运时滞导致的燃烧室压力振荡,而通过提高粉末推进的喷注压降可以有效抑制这一振荡。当前技术状态下,由于在Al/AP粉末火箭动机燃烧室设计、粉末推进剂高效喷注和离散等方面存在不足,Al/AP粉末火箭动机的实际性能与理论性能还存在一定偏差,试验中最高燃烧效率为69.79%。

摘要：利用自行设计的点火实验装置对Mg粉/CO2的点火燃烧性能开展了实验研究。通过记录的实验现象验证了Mg粉/CO2组合作为推进剂的可行性的同时,由测量到的不同粒径的Mg粉在CO2中的点火温度,对点火燃烧性能作出详细的分析和评估,得到了中等粒径的Mg粒子在CO2中的点火温度约为960 K,且随着粒径的增大,点火温度会逐渐升高,为粉末火箭发动机的设计提供了参考。